微机原理与接口技术_05半导体存储器范例.ppt

本章主要内容 5.1 存储器概述 5.1.1 存储器的分类 1．按存储器在计算机中的作用和位置分类 按存储器在计算机中的作用和位置可分为主存储器（内存）、辅助存储器（外存）、缓冲存储器等。 1）主存储器（内存） 主存储器又叫内部存储器，简称主存或内存，它是主机的组成部分。 2）辅助存储器（外存） 辅助存储器又称为外部存储器，简称辅存或外存。 3）缓冲存储器 缓冲存储器设置在两个访问速度不同的存储部件之间，用以加快部件间的信息交换。 2．按工作方式分类 按存储器的工作方式可分为可读/写存储器和只读存储器。 1）可读/写存储器 可读/写存储器是一种既可读出信息又可写入信息的存储器。如主存储器、磁盘和磁带等。 2）只读存储器ROM（Read Only Memory） 只读存储器对于存储在其内部的信息只能读出使用，不能进行写入，即在使用中不能改变内部的内容。 3．按存取方式分类 1）随机存取存储器RAM（Random Access Memory） 随机存取存储器，可随机从任何位置进行信息的存取，其存取数据的时间与信息在存储器中的位置无关。 2）顺序存取存储器SAM（Sequential Access Memory） 顺序存取存储器的存储内容，只能按某种顺序进行存取，即存取时间与存取单元的物理位置有关。 3）直接存取存储器DAM（Direct Access Memory） 直接存取存储器是不必经过顺序定位就可以直接定位存取位置的存储器。 4．按存储介质分类 按存储信息的介质材料，可将存储器分为磁存储器、半导体存储器、光存储器等。 1）磁存储器 磁存储器是采用磁性记录材料制造的存储器。 2）半导体存储器 采用半导体器件和技术制造的存储器为半导体存储器。分为双极型和MOS型两种。 3）光存储器 采用激光技术控制访问的存储器。 5.1.2 存储器的层次结构 1）CPU内部寄存器 包括通用寄存器和专用寄存器。 2）Cache 为了提高CPU读写程序和数据的速度，在内存和CPU之间增加了两级高速缓存（Cache）。 3）内存（主存） 内存和CPU直接进行信息交换，存放当前正在运行的程序及数据。 4）外存（辅存） 外存用于存放当前未运行的程序及数据。 5）虚拟内存 它是指在内存不足的情况下，用硬盘的一部分空间模拟内存的一种虚设内存，并不是真正的内存。 5.1.3 存储器的基本结构与数据组织 1．基本结构 （1）存储体：是存储器芯片的基础和核心。 （2）地址总线：用来指出所需访问的存储单元的地址。 （3）地址寄存器：存放CPU访问的来自地址总线的地址信息。 （4）地址译码器：每个存储单元有唯一的地址编号，译码器接受CPU送来的地址信号并对它进行译码，选择与此地址码对应的存储单元。 （5）读写控制电路：用来提供片选和读/写控制等信号，用来完成对被选中单元中各位的读/写操作。 （6）数据寄存器：用来暂存CPU与内存之间进行交换的数据信息，目的是为了协调CPU与存储器速度上的差异。 （7）数据总线：数据总线用来在CPU与内存之间传送数据信息。 2．数据组织 在计算机系统中，作为一个整体一次存放或取出的数据称为“存储字”，例如8位机的存储字是8位字长；16位机的存储字是16位字长；32位机的存储字是32位字长等，在现代计算机系统中，内存一般是以字节编址，即一个存储地址对应一个8位存储单元，这样一个16位存储字就占了两个连续的8位存储单元，一个32位存储字就占了四个连续的8位存储单元等。 5.1.4 半导体存储器的主要技术指标 1．存储容量 2．存储速度 3．可靠性 4．性价比 5．功耗 5.2 读写存储器RAM 5.2.1 静态RAM（SRAM） 1．基本存储电路 存储器存放信息，其实质是存放一位一位的二进制码，每一位二进制码只有两个状态：0和1。任何有两个状态的器件都可作为存放二进制码的基本存储单元，静态存储器采用双稳态电路来作为存放一位二进制码的基本存储电路。 5.2.2 动态RAM（DRAM） 1．基本存储电路 动态RAM利用MOS管的栅极电容存储电荷的原理来存储信息。因电容的充电、放电、泄漏、补充是一个动态的过程，所以称为动态随机存储器（DRAM）。由于电容有泄漏，必须不断地补充电荷，这种补充电荷的过程即为动态RAM的刷新。 2．工作原理 1）写入操作 2）读出操作 3）刷新 5.2.3 几种现代RAM 1．同步动态随机访问存储器SDRAM 2．扩展数据输出动态随机访问存储器EDO DRAM 3．双倍数据速率同步内存DDR SDRAM 4．突发存取的高速动态随机存储器RDRAM 5．显示随机存储器 5.3 只读存储器ROM 5.3.1 掩膜式ROM 掩膜式ROM芯片所存储的信息