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1、存储器组成、工作原理-学习目标(1)了解半导体存储器的基本特性及其在PC中的主要应用。(2)掌握主存储器管理的工作原理及与内存条的组成形式、使用及选购等相关的知识,包括:DRAM的内部结构及工作原理、提高DRAM读/写速度的几种技术、内存的奇偶校验与ECC内存、内存条的组成形式与使用场合等。(3)了解与PC机中高速缓冲存储器Cache相关的知识,包括:Cache的作用及种类、Cache的工作原理与特点等。3.4内储器3.4.1PC中常用的半导体内储器类型半导体存储器芯片按照是否能随机地进行读写,分为随机存取存储器(RandomAccessMemory
2、,RAM)和只读存储器(ReadOnlyMemory,ROM)两大类1.随机存取存储器(RAM)1按保存数据的机理分为动态DRAM和静态SRAM(1)DRAM电路简单、集成度高、功耗低、成本较低,适合作内存储器的主体部分。DRAM是靠MOS电路中栅极电容上电荷来记忆信息，由于电容上的电荷会泄漏,为防止数据丢失,需定时给电容上的电荷进行补充。DRAM必须在一定的时间间隔(约2ms)内将数据读出并再写人,这一过程称为DRAM的刷新(2)SRAM利用半导体双稳态触发器电路的两个稳定状态表示1和0,以达到保存和记忆信息的目的。SRAM存储数据时只有在执行写命
3、令时才发生刷新操作。主要特点是:工作速度快、不需要刷新电路、因此使用简单。在读出时不会破坏原来存放的信息2.只读存储器ROMDRAM、SRAM,当关机或断电时,其中的信息都将随之丢失。ROM是一种能够永久或半永久性地保存数据的存储器,即使掉电(或关机)后,存放在ROM中的数据也不会丢失,因此,常被看作非易失性存储器。按照ROM的内容是否(或怎样)改写,ROM可分为以下几类(1)MaskROM(掩膜ROM或固化ROM)这类ROM中的信息是由厂家在生产过程中一次形成的,即ROM中的内容已经固化,用户无法进行修改。这类RAM适用于大批量生产(2)PROM(
4、ProgrammableROM,可编程ROM)PROM中的内容在使用前由专用设备一次写入,以后不能改变。(3)EPROM(ErasableProgrammableROM,可擦除可编程ROM)EPROM和前两种ROM的不同点在于ROM中的内容可以用特殊的装置擦除和重写。一般是将该芯片在紫外线下照射15-20分钟左右以擦除其中的内容,然后用专用设备(如EPROM写入器)将信息重新写入。一旦写入则相对固定。在FlashROM大量应用之前,EPROM常用于软件的开发过程中。(4)EEPROM(电可擦除编程ROM)通过给定一定的电压或电流来擦除信息，然后重新写
5、入。(5)FlashROM是一种新型的非易失性存储器,其中的内容或数据既不像RAM一样需要电源支持才能保存,但又像RAM一样具有可写性。在某种低电压下,其内部信息可读不可写,这时类似于ROM。FlashROM在较高的电压下,其内部信息可以更改和删除类似于RAM。FlashROM可以用软件在PC中改写或在线写入,信息一旦写入即相对固定。FlashROM由于其单片存储容量大,易于修改,因此,在PC机中用于存储主板BIOS程序。另外,也常用于数码相机和优盘中。半导体存储器类型小结半导体存储器只读存储器ROM随机读写存储器RAM掩膜ROM可编程ROM（PRO
6、M）可擦除ROM（EPPROM）电擦除ROM（EEPROM）静态RAM（SRAM）动态RAM（DRAM）闪烁存储器FlashROM3.3.2主存储器的工作原理PC中的主存储器由DRAM组成,由于DRAM的速度较慢,需采用相应的DRAM的访问与控制技术以改善其性能为提高DRAM芯片的集成度,减少芯片的引脚数目,DRAM芯片的地址线是分时复用的:全部地址宽度分为行地址和列地址两部分。一般地,行地址占高位地址,列地址占低位地址。与行、列地址相对应,DRAM芯片内部的存储单元组成一个方阵,同一芯片的每个存储单元存储信息的位数相同。根据芯片型号的不同,有些芯片
7、的存储单元存储1位信息,有些是4位的,有些是8位的等等。1.DRAM的内部结构及工作原理μPD424256的DRAM芯片的内部结构及读/写控制μPD424256的容量为256Kx4bit,即芯片内部有256K个存储单元,每个存储单元可存储4位信息。芯片内部有256K个存储单元,因此需18根地址线,芯片外部地址只有A0-A8共9根。对芯片中的某个存储单元进行访问时,应先将行地址送到芯片的A0-A8并发出行地址选通信号RAS,这样,行地址就被锁存到芯片内部。接着,再将列地址送到芯片的A0-A8并发出列地址选通信号CAS,将列地址锁存到芯片内部的列地址锁存
8、器。这样,在芯片内部,锁存的行、列地址经行、列地址译码器译码后选中存储方阵中的一个存储单元,在读/写信号控制
