存储器芯片.PPT

本章主要内容 微型机的存储系统、分类及其特点 半导体存储芯片的外部特性及其与系统 的连接 存储器扩展技术 高速缓存 5.1 概 述 内容： 微型机的存储系统 半导体存储器的基本概念 存储器的分类及其特点 两类半导体存储器的主要区别 微型机的存储系统 将两个或两个以上速度、容量和价格各不相同的存储器用硬件、软件或软硬件相结合的方法组织起来 这样就构成了计算机的存储系统。 系统的存储速度接近最快的存储器， 存储容量接近最大的存储器。 现代微机系统的存储器层次结构 存储器是用来存储信息的部件。 存储器的三级结构: Cache容量小(几百KB）,速度与CPU相当 主存容量大（256MB~512MB) ，速度比Cache慢 外存容量大(40~80GB），速度慢 微型机的存储系统 Cache存储系统 解决速度问题 虚拟存储系统 解决容量问题 存储器的层次结构 微机拥有不同类型的存储部件(多层/多级结构)， 由上至下容量越来越大，但速度越来越慢。 两大类——内存、外存 内存/主存——存放当前运行的程序和数据。 特点：存取速度快、容量小、随机存取、CPU可直接访问。 材料：通常由半导体存储器构成。 分类：RAM、ROM。 外存/辅存——存放非当前使用的程序和数据。 特点：存取速度慢、容量大、顺序存取/块存取、需调入内存后 CPU才能访问。 材料：通常由磁、光存储器构成，也可以由半导体存储器构成。 分类：磁盘、磁带、CD-ROM、DVD-ROM、固态盘、U盘。 半导体存储器 由能够表示二进制数“0”和“1”的、具有记忆功能的一些半导体器件组成。如触发器、MOS管的栅极电容等。 能存放1位二进制数的器件称为一个存储元。 若干存储元（多位）构成一个存储单元。 内存/主存储器的分类 内存/主存储器 随机存取存储器（RAM）特点及分类 RAM 只读存储器（ROM）分类 只读存储器 掩膜ROM： 信息制作在芯片中，不可更改 PROM： 允许一次编程，此后不可更改 EPROM： 用紫外光擦除，擦除后可编程； 并允许用户多次擦除和编程 EEPROM (E2PROM)：采用加电方法在线进 行擦除和编程，也可多次擦写 Flash Memory (闪存)：能够快速擦写的 EEPROM，但只能按块（Block）擦除 存储器的主要技术指标 存储容量：存储单元个数M×每单元位数N 存取时间：从启动读(写)操作到操作完成的时间 存取周期：两次独立的存储器操作所需间隔的 最小时间 可靠性： 平均故障间隔时间MTBF 功耗： 动态功耗、静态功耗 半导体存储器芯片的结构-典型的RAM的示意图 (1) 存储体 一个基本存储电路只能存储一个二进制位。 将基本的存储电路有规则地组织起来，就是存储体。 存储体又有不同的组织形式： --将各个字的同1位组织在一个芯片中， 如：8118 16K*1（DRAM） --将各个字的 4位 组织在一个芯片中， 如：2114 1K*4 （SRAM） --将各个字的 8位 组织在一个芯片中， 如：6116 2K*8 （SRAM）。 (2) 外围控制电路 地址译码器、I/O电路、片选控制端CS 、输出缓冲器等 单译码方式 双译码方式 5.2 随机存取存储器（RAM） 要求掌握： SRAM与DRAM的主要特点 几种常用存储器芯片及其与系统的连接 存储器扩展技术 一、静态存储器（SRAM） 材料：用双稳态触发器存储信息。 特点：速度快（5ns）、不需刷新、外围电路比较 简单、但集成度低(存储容量小，约1Mbit/片)、 功耗大。 应用：在PC机中，SRAM被广泛地用作高速缓冲 存储器Cache。 容量与地址线数关系： 对容量=M*N的SRAM芯片，其地址线数=㏒2M；数据线数=N。 反之，若SRAM芯片的地址线数为K，则可以推断其单元数为2K个。 Q1、Q2 组成一个R-S触发器， Q3、 Q4 作为负载电阻， Q5、 Q6 作为控制门（X向译码）。 注意：若双向译码，还需增加Q7、 Q8 作为控制门（Y向译码）。 典型SRAM芯片 Intel CMOS RAM芯片 2114\6116\6232\6264