计算机组成原理_第4讲：主存储器（第2部分）- 2张版.pdf

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1、计算机组成原理（2012级）计算机组成原理课程组（刘旭东、肖利民、牛建伟、栾钟治）上一讲简要回顾∑存储系统概述¾存储器的分类：介质、访问方式、功能¾存储器的性能指标：访问时间、存储周期、带宽¾存储器的层次结构：Reg-Cache-MM-2ndS-3rdS∑主存储器———存储单元电路¾存储单元电路的概念及其基本条件（0/1状态、读出、写入）¾SRAM存储单元电路的工作原理（六管、触发器）¾DRAM存储单元电路的工作原理（单管、电容充放电、需要刷新）¾ROM存储单元电路的工作原理（ROM、PROM、EPROM、EEPROM）2上一讲简要回顾(续)∑主存储器———存

2、储芯片的内部结构¾芯片容量的基本描述（字单元数X每个字单元的位数,2nxm）¾一维地址结构（矩阵2nxm，2n选择线，m数据线）¾二维地址结构（矩阵2n/2x(2n/2xm)，2n/2+2n/2选择线，m数据线）¾存储芯片的片选信号/CS（DRAM/RAS）和读写控制信号/WE¾DRAM存储芯片的地址管脚复用（/RAS和/CAS控制）¾DRAM的刷新计数器(RefresherCounter，生成行地址，按行刷新)3存储单元电路Æ存储芯片An-1Dm-1An-2Dm-2…………A0D0控制信号nDD可存储2xm位的存储芯片位元w选线可存储1位(1bit)的存储单

3、元电路存储单元电路Æ存储芯片Æ存储器?4第三部分：主存储器一．存储系统概述二．存储单元电路三．存储器芯片结构四．存储器扩展五．DRAM的刷新5存储器芯片的扩展∑单片存储器芯片不能满足存储系统的需求∑存储扩展¾位扩展¾字扩展¾混合扩展64.1存储器芯片的扩展——位扩展位扩展：（2nXm）¾存储器芯片提供的字空间满足整个存储空间的字空间要求¾但存储器芯片的位空间不能满足要求∑原因¾芯片中存储字单元的数量够，即2n够¾存储字单元的位数不够，即m不够∑方法¾多个存储器芯片的数据位空间拼在一起74.1存储器芯片的扩展——位扩展例：1Kx4SRAM芯片构成1Kx8的存储器

4、¾1K×4芯片管脚：°10个地址管脚A9～A0°4个数据管脚D3～D0A0°1个片选输入管脚CS＃A1°1个读写控制管脚WE#A2°芯片地址空间：000H～3FFHA3D0¾CPU访问存储器需提供：A4D1°地址总线10根：AB9～AB0A51K×4D2°数据总线8根：DB7～DB0A6D3°读写控制信号：MemWA7A8°存储器地址空间：000H～3FFHA9¾需要芯片：（1K×8)/(1K×4）=2片°地址管脚：都连接到AB9～AB0°数据管脚：分别连接到DB7～DB4和DB3～DB0CS#WE#°芯片读写控制管脚：连接MemW84.1存储器芯片的扩展——

5、位扩展例:1K×4的SRAM存储芯片构造1K×8的存储器DataBusD7D6D5D4D3D2D1D0A0D0A0D0A1D1A1D1A2D2A2D2A31KX4D3A31KX4D3A4A4A5A5A6A6A7A7A8WEA8WEA9A9CSCSWEA0A1A2A3A4A5A6A7A8A9AddressBus94.2存储器芯片的扩展——字扩展字扩展：（2nXm）¾存储器芯片提供的字空间不能满足整个存储空间的字空间要求¾但存储器芯片的位空间满足要求∑原因¾存储器芯片存储字数量不够，即2n不够¾存储字单元的数据位数够，即m够∑方法¾多个存储器芯片的字空间拼在一起1

6、04.2存储器芯片的扩展——字扩展例：1Kx8SRAM芯片构成4Kx8的存储器¾1K×8芯片管脚：°10个地址管脚A9～A0°8个数据管脚D7～D0°1个片选输入管脚CS＃A0°1个读写控制管家WE#A1D0°芯片地址空间：000H～3FFHA2D1¾CPU访问存储器需提供：A3D2°地址总线12根：AB11～AB0A4D3°数据总线8根：DB7～DB0A51K×8D4°读写控制信号：MemWA6D5°存储器地址空间：000H～FFFHA7D6¾需要芯片数：（4K×8)/(1K×8）=4片A8D7°地址管脚：都连接到AB9～AB0A9°数据管脚：都连接到DB7

7、～DB0°芯片读写控制管脚：连接MemW¾一个2-4译码器产生4个片选信号°译码器输入：AB11~AB10CS#WE#°译码器输出：分别接4个芯片片选管脚114.2存储器芯片的扩展——字扩展例：1Kx8SRAM存储芯片构成4Kx8的存储器DataBusD7D6D5D4D3D2D1D0A0D0A0D0A0D0A0D0A1D1A1D1A1D1A1D1A2D2A2D2A2D2A2D2A31KX8D3A31KX8D3A31KX8D3A31KX8D3A4D4A4D4A4D4A4D4A5D5A5D5A5D5A5D5A6D6A6D6A6D6A6D6A7D7A7D7A7D7A

8、7D7A8WEA8WEA8WEA8WE