第4章计算机组成与结构ppt课件.ppt

《第4章计算机组成与结构ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第4章主存储器内存：主要性能指标：人们普遍关心的内存技术指标，一般包括引脚数、容量、速度、电压、奇偶校验等。引脚数可以归为内存模组的接口类型，现在通常为168线的DIMM。内容提要主存储器分类主存储器的性能指标主存储器的基本操作随机存储器非易失性半导体存储器半导体存储器的组成与控制4-1主存储器处于全机中心地位主存储器处于全机中心地位当前计算机正在执行的程序和数据（除了暂存于CPU寄存器以外的所有原始数据、中间结果和最后结果）均存放在存储器中，CPU直接从存储器中取指令和存储数据。采用直接存储器存取（DMA）技术和输入输出通道技术在存储器和输入输出系统间传输数据。多处理机利

2、用存储器存放共享数据，并实现处理机之间的通信，更加强了搓存储器作为全机中心的地位4-1（续1）辅存、外存用来存放主存的副本和当前不在运行的程序和数据CPU不能直接访问指令的执行速度与主存储器技术的发展密切相关4-2主存储器分类4-2（续1）4-3主存储器的主要技术指标4-3(续1)4-4主存储器的读写操作主存与CPU的连接DB、AB、CBAR决定可寻址单位（字或字节）DR决定子长read、write决定读、写操作读取信息将地址送AR，经AB送往主存应用控制线（read）发读信号等待从主存发回的应答信号（ready）若ready信号为1，说明主存将信息读出，并放在数据总线上，

3、送入DR，此时取数操作完成。4-4（续1读操作）4-4（续2写操作）写信息将地址送AR，经AB送往主存，并将信息送DR发写命令（write）等待从主存发回的应答信号（ready）若ready信号有效，说明主存从数据总线接收信息并按地址总线指定的地址存储，此时存数操作完成。主存与CPU之间采用异步工作方式工作4-4（续2写操作）4-5读/写存储器半导体随机访问存储器有静态随机访问存储器SRAM（StaticRandomAccessMemory）和动态随机访问存储器DRAM（DynamicRandomAccessMemory）两种SRAM的存储单元由锁存器（双稳触发器）构成，它

4、不需要刷新，读出之后不需要重写，工作速度比较高，但存储容量小，价格贵，功耗大。DRAM依靠在MOS电容上存储电荷来保存数据，必须每间隔一段时间（如几毫秒）刷新一次，否则，存储器中保存的数据将丢失，而且，DRAM是破坏性读出存储器，读出之后必须重写，但DRAM的存储容量大，价格便宜，功耗小，速度也比较高。4-5(续1随机存储器分类）4-5(续2SRAM存储单元）存储单元和存储器静态MOS存储单元作为随机访问存储器的存储单元，必须具备如下3个条件：有两种稳定状态，分别定义为"1"状态和"0"状态；两种状态之间能够互相转换；能够读出两种稳定的状态。4-5（续续3SRAM存储单元）

5、一个六管静态MOS存储单元（如下图所示），由6个MOS管组成，其中，T1和T2构成一个触发器。当T1导通T2截止时，表示“1”状态；相反则表示“0”状态。T3和T4为负载管，每个MOS管相当于一个电阻；T5和T6用作选通门，控制读写操作。4-5（续4SRAM保持状态）保持状态：当字线为"0"时，T5和T6均截止，T1和T2中必有一个是导通的，另外一个MOS管则必然截止（当T1导通T2截止时，表示存储了数据“1"，相反则表示存储了数据“0"），导通的MOS管通过T3或T4连续提供电流。只要不停电，存储单元就能够永远保持原来的状态，因此称为静态存储器。4-5（续5SRAM读出状

6、态）读出过程：当字线为“1”时，T5和T6均导通。存储单元中原来存储的信息经过位线输出。如果原来存储数据“1”（T1导通T2截止），就有电流自位线1经T5流向T1，从而在位线1产生一个负脉冲。因为T2截至，因此位线2不产生负脉冲。若触发器处于“0”态（T1截止T2导通），则与上述情况相反，在位线2产生负脉冲。这样就可以根据那条位线上有负脉冲来判断触发器的状态。4-5（续6SRAM写入状态）写入过程：在位线1、2分别送高低电位，迫使触发器状态发生改变。例如，当字线为“1”时，T5和T6均导通。如果要写入“1”，则令位线1为“0”，位线2为“1"，这时，T1导通，T2截止；如果

7、要写入"0"，则令位线1为"0"，位线0为"1"，这时，T2导通，T1截止。4-5（续716*1位SRAM结构）16*1位SRAM的结构图见下页16个存储单元排成4*4矩阵读出和写入均经T7、T8和单元的位线1、2相连地址码分成X和Y两组X译码器输出和一条字选线相连，用来选择存储矩阵中的一个字，Y译码器输出控制每一列单元的T7、T8管字线和列线交叉处的单元即为选中单元当某单元被选中时，字选线把该单元的T5、T6打开，列选线使T7、T8导通。若写信号WE＝0，电路执行写操作，否则执行读操作4-5（续816*1位SRA