存储器系统课件.ppt

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1、存储器概述半导体存储器存储器与CPU的连接存储器的工作原理本章内容了解存储器的工作原理和外部特性掌握微机中存储系统的结构学会利用现有的存储器芯片构成所需内存系统。学习目的5.1存储器概述存储器是计算机系统中具有记忆功能的部件，它是由大量的记忆单元(或称基本的存储电路)组成的,用来存放用二进制数表示的程序和数据。记忆单元是一种能表示二进制“0”和“1”的状态并具有记忆功能的物理器件，如电容、双稳态电路等。一个记忆单元能够存储二进制的一位。由若干记忆单元组成一个存储单元、一个存储单元能存储一个字，字有4位、8位、16位等称之字长，字长为8时，称一个字节。存储器操

2、作：读操作，非破坏性。写操作，破坏性。存储器的职能：信息交换中心。数据仓库。一、存储器分类1.内存储器(内存或主存)功能：存储当前运行所需的程序和数据。特点：CPU可以直接访问并与其交换信息，容量小，存取速度快。2.外存储器(外存)功能：存储当前不参加运行的程序和数据。特点：CPU不能直接访问，配备专门设备才能进行交换信息，容量大，存取速度慢。目前，存储器使用的存储介质有半导体器件，磁性材料，光盘等。一般把半导体存储器芯片作为内存。我们只讨论半导体存储器。半导体存储器静态随机SRAM动态随机DRAM一次性编程PROM可擦除EPROM紫外光擦除UREPROM

3、电擦除EEPROM读写存储器RAM只读存储器ROM双极型MOS掩膜ROM可编程ROM半导体存储器分类二、存储器芯片的主要技术指标1.存储容量存储容量=存储单元个数×每个存储单元的位数2.存取时间和存取周期存取时间又称存储器访问时间。指启动一次存储器操作到完成该操作所需的时间tA。存取周期是连续启动两次独立的存储器操作所需间隔的最小时间TC，一般TC≥tA。3.可靠性可靠性指存储器对电磁场及温度等变化的抗干扰能力。4.其他指标体积、重量、功耗(包括维持功耗和操作功耗)。三、半导体存储器的基本结构半导体存储器结构图地址信号时序/控制地址寄存器MAR地址译码器存储体M读

4、写驱动器数据寄存器MDR数据信号控制信号……四、存储单元的寻址存储器是存储单元的集合，为了区分存储器的不同存储单元，给存储单元编号即存储器的地址。采用地址译码来实现对存储单元的寻址。常用的地址译码：1.单译码方式它是一个“N中取1”的译码器，用于小容量的存储器。Ap-1Ap-2A1A0N取1译码器基本存储电路p个输入M位位线D0D1DM－1N根字线N=2p个地址W0W1…………选中的字线输出M位Wn-1输出缓冲放大器单译码结构示意图2.双译码方式它采用两级译码，类似于矩阵结构，用于大容量的存储器如：A0A1A2A3A4X0X31...W0,0W

5、31,0W0,31W31,31Y0Y31基本存储电路R/W控制Y(列)地址译码及I/O控制数据输入数据输出A5A6A7A8A9…X(行)地址译码器双译码结构示意图5.2　半导体存储器一、随机存取存储器RAM1.静态随机存储器SRAMSRAM的基本存储电路(即存储单元)一般是由6个MOS管组成的双稳态电路，如下图所示，六管静态RAM基本存储电路Y地址译码VccV7I/OV8I/OV3V4V5V2V6AV1BDiDiX地址译码图中V1V2是工作管，V3V4是负载管，V5V6是控制管，V7V8也是控制管，它们为同一列线上的存储单元共用。特点：(1)不需要刷新

6、，简化外围电路。(2)内部管子较多，功耗大，集成度低。2.动态随机存储器DRAMDRAM的基本存储电路(存储单元)有单管和四管等结构、仅介绍单管存储单元的结构存储原理，如下图所示，它由一个MOS管V1和一个电容C。读出放大器D位线(数据线)CDV1C字选线单管动态存储电路特点：(1)由于C<

7、码输入读/写片选RAM组成示意图3.RAM的组成：包含：(1)存储体外围电路a.地址译码器b.读/写控制及I/O电路c.片选控制CS4.RAM芯片实例Intel-6264芯片是一个8K×8bit的CMOSSRAM芯片，结构图如下图所示。6264结构框图存储矩阵256×256I/O控制电路数据输入/输出缓冲器X行译码Y行译码……&&…I/O0I/O7OEWECS1A5A12A0A425632×8832CS2123456789101112131428272625242322212019181716156264NCA12A7A6A5A4A3A2A1A0D0D1D2GND

8、VCCWE