第4章 主存储器(新).ppt

第四章 主存储器 4.1存储器处于全机中心地位 存储器：存放计算机程序和数据的设备 存储系统：包括存储器以及管理存储器的软硬件和相应的设备. 4.2主存储器的分类 按存储介质分 半导体存储器、磁表面存储器、光存储器 按读写性质分 1. 随机读写存储器（random access memory,RAM） 静态随机存储器（SRAM）；动态随机存储器（DRAM） 由于它们存储的内容断电则消失故称为易失性存储器 4.3 存储器的主要技术指标 存储周期(memory cycle time)：连续启动两次独立的存储器操作所需间隔的最小时间. 4.4主存储器的基本操作 主存储器用来暂时存储CPU正在使用的指令和数据,它和CPU的关系最为密切。CPU通过使用AR（地址寄存器）和DR（数码寄存器）和总线与主存进行数据传送。 4.5 读/写存储器（随机存储器RAM） 2. 动态随机存储器DRAM 1.存储单元和存储器原理 2. 动态随机存储器DRAM 1.存储单元和存储器原理 2. 动态随机存储器DRAM 1.存储单元和存储器原理 2. 动态随机存储器DRAM 1.存储单元和存储器原理 继4K位动态存储器之后，又出现了16K位、64K位、和4M位的存储器。采用单管电路。 3.可擦除可编程序的只读存储器（EPROM） 为了能多次修改 ROM中的内容，产生了 EPROM。其基本存储单元由一个管子组成，但与其他电路相比管于内多增加了一个浮置栅。 3.可擦除可编程序的只读存储器（EPROM） 如编程序（写入）时，控制栅接 12V编程序电压Vpp，源极接地，漏极上加5V电压、漏源极间的电场作用使电子穿越沟道，在控制栅的高压吸引下这些自由电子越过氧化层进入浮置栅当停置栅极获得足够多的自由电子后，漏源极间便形成导电沟道（接通状态），信息存储在周围都被氧化层绝缘的浮置栅L，即使掉电，信息仍保存。当EPROM中的内容需要改写时，先将其全部内容擦除，然后再编程、擦除是靠紫外线使浮置栅上电荷泄漏而实现的。EPROM芯片封装上方有一个石英玻璃窗口，将器件从电路上取下，用紫外线照射这个窗口可实现整体擦除、EPROM的编程次数基本不受限制（型号为27***）。 4.可电擦可编程序只读存储器（EEPROM） EEPROM的编程序原理与EPROM相同，但擦除原理完全不同，重复改写的次数有限制（因氧化层被磨损），一般为10万次。其读写操作可按每个位或每个字节进行，类似于SRAM，但每字节的写入周期要几毫秒，比SRAM长得多、EEPROM的每个存储单元采用两个晶体管，其栅极氧化层比EPROM薄，因此具有电擦除功能（型号28***）。 5.快擦除读写存储器（Flash Memory） Flash Memory是在 EPROM与 EEPROM基础上发展起来的，它与EPROM一样，用单管来存储一位信息，它与EEPROM相同之处是用电来擦除、但是它只能擦除整个区或整个器件。快擦除读写存储器于1983年推出，1988年商品化。它兼有ROM和RAM两者的性能，又有DRAM一样的高密度。目前价格已低于DRAM，芯片容量已接近于DRAM，是唯一具有大存储量、非易失性、低价格、可在线改写和高速度（读）等特性的存储器、它是近年来发展很快很有前途的存储器（型号29***） 4.7 DRAM的研制与发展 近年来，开展了基于DRAM结构的研究与发展工作，现简单介绍目前使用的类型于下； 1. 增强型 DRAM (EDRAM) 2. cache DRAM (CDRAM) 3. EDO DRAM 扩充数据输出（extended data out简称EDO），它在完成当前内存周期前即可开始下一内存周期的操作,因此能提高数据带宽或传输率。 4.同步DRAM（SDRAM） 具有新结构和新接口的SDRAM已被广泛应用于计算机系统中、它的读写周期（10n～15ns）比EDO DRAM（20ns～30ns）快，取代了EDO DRAM。 典型的DRAM是异步工作的，处理器送地址和控制信号到存储器后，等待存储器进行内部操作（选择行线和列线读出信号放大并送输出缓冲器等），因而影响了系统性能。而SDRAM与处理器之间的数据传送是同步的，在系统时钟控制下，处理器送地址和控制命令到SDRAM后，在经过一定数量（其值是已知的）的时钟周期后，SDRAM完成读或写的内部操作、在此期间，处理器可以去进行其他工作，而不必等待之。 5.Rambus DRAM(RDRAM) 该芯片采取垂直封装，所有引出针都从一边引出，使得存储器的装配非常紧凑。它与CPU之间传送数据是通过专用的RDRAM总线进行的，而