[工学]第5章_存储器.ppt

第5章 存储器 主要内容: 存储器及半导体存储器的分类 随机存取存储器（RAM） 存储器的扩展 5.1 存储器及半导体存储器的分类 存储器是计算机用来存储信息的部件。 5.1.1 存储器的分类 按存取速度和用途可把存储器分为两大类：内存储器和外存储器。 内存：把通过系统总线直接与CPU相连的存储器称为内存储器，简称内存。 特点：具有一定容量、存取速度快，且掉电数据将丢失。 作用：计算机要执行的程序和要处理的数据等都必须事先调入内存后方可被CPU读取并执行。 5.1.3 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)功耗 (1)存储容量 存储容量 是指一块存储芯片上所能存储的二进制位数。 假设存储芯片的存储单元数是M， 一个存储单元所存储的信息的位数是N，则其存储容量为M×N。 例题 1、已知单片6116芯片的地址线是11位， 每个存储单元是8位，求其存储容量? 解: 因为可编址范围211 ，即M＝ 211 ， 每个存储单元可存8位，即N＝ 8， 所以， 6116的存储容量 = 211×8 = 2×1024×8 = 2K×8 ＝2KB 例题 2、若要组成64K字节的存储器，以下芯片各需几片? ①6116(2K×8) ②4416(16K×4) (2)存储速度 存储器的存取速度是影响计算机运算速度的主要因素，用两个参数来衡量： ①存取时间TA （Access Time）—— 定义为启动一次存储器操作（读或写），到完成该操作所经历的时间。 ②存储周期TMC（Memory Cycle）—— 定义启动两次读（或写）存储器操作之间所需的最小时间间隔。 (3)可靠性 存储器的可靠性用MTBF来衡量。 MTBF即Mean Time Between Failures —— 平均故障间隔时间，MBTF越长，表示可靠性越高。 5.1.4 存储器的基本结构 5.2 随机存取存储器 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 了解存储器扩展技术 6264存储芯片 6264的工作过程 6264的读操作和写操作 6264的工作过程—写操作 6264芯片与系统的连接 译码电路 作用：将输入的一组二进制编码变换为一个特定的输出信号，即：将输入的一组高位地址信号通过变换，产生一个有效的输出信号，用于选中某一个存储器芯片，从而确定了该存储器芯片在内存中的地址范围。 分类： （1）全地址译码 （2）部分地址译码 全地址译码 用全部的高位地址信号作为译码信号，使得存储器芯片的每一个单元都占据一个惟一的内存地址 全地址译码方式 全地址译码方式 部分地址译码 用部分高位地址信号（而不是全部）作为译码信号，使得被选中得存储器芯片占有几组不同的地址范围 例使用高6位地址作为译码信号 二、动态随机存储器DRAM 特点： 存储元主要由电容构成，由于电容存在的漏电现象而使其存储的信息不稳定，故DRAM芯片需要定时刷新 原理: 典型芯片举例 DRAM芯片Intel 2164A — 动态随机存取存储器，8条地址线，2位数据线(输出和输入），3条控制线，两条电源线，单片存储容量64K×1 。 地址线采用分时复用，由CAS（列选通）和RAS（行选通），从而实现16位地址线，M＝216 ＝64K。 典型DRAM芯片2164A 2164A：64K×1bit 采用行地址和列地址来确定一个单元 行列地址分时传送， 共用一组地址信号线 地址信号线的数量仅 为同等容量SRAM芯 片的一半 主要引线 RAS：行地址选通信号。用于锁存行地址 CAS：列地址选通信号 地址总线上先送上行地址，后送上列地址，它们 分别在RAS和CAS有效期间被锁存在锁存器中 DIN： 数据输入 DOUT：数据输出 工作原理 工作原理 刷新:将存放于每位中的信息读出再照原样写入原单元的过程 D0~D7 A0 A12 ? ? ? WE OE CS1 CS2 ? ? ? A0 A12 MEMW MEMR 译码 电路 高位地址信号 D0~D7 例 所接芯片的地址范围 F0000H~F1FFFH 6264 CS1 A19 A18 A17 A16 A15 A14 A13 ?1 A19A18 A17A16 A15A14A13A12 A11A10A9A8 A7A6A5A4 A3