第六章存储器D讲义资料

A8
1023
A9
CE
OE
读写控制电路
WE
D(I/O)
A0 A1 A2 A3 A4
行 X0
0-0
译
码
器 X31
0-31
31-0
31-31
D(I/O) 读写 控制 电路
CE OE WE
Y0
Y31
列译码器
A5 A6 A7 A8 A9
（2）I/O控制电路
0 选中芯片
i.接收片选信号（CE或CS） 1 未选中
当加入写脉冲，某些存储单元熔丝熔断，信息永久写入， 不可再次改写。
PROM基本存储电路
PROM的写入要由专用的电 路（大电流、高电压）和程 序完成。
2020/9/22
6.3.2 可擦除的PROM 一、EPROM（紫外线可擦除） 1. 基本存储电路
2020/9/22
GD S
（1）由浮栅雪崩注入的 FAMOS器件构成。
✓随机存取存储器RAM：可读可写、断电丢失 ✓只读存储器ROM：正常只读、断电不丢失
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6.1.1 半导体存储器的分类
从应用角度可分为两大类：
随机存取存储器 （RAM）
静态RAM（SRAM） 常用于Cache 动态RAM（DRAM）常用于内存条
半导体存储器 （Memory）
只读存储器 （ROM）
动、静RAM比较： 动：容量大，速度慢，功耗低，刷新电路复杂。 静：容量小，速度快，功耗大，无刷新电路。
2020/9/22
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二、PROM（Programmable ROM）
典型的PROM基本存储电路如下图所示。 芯片出厂时，开关管T1与位线（数据线）之间以熔丝相连。 用户可对其进行一次性编程（熔断或保留熔丝以区分“1/0”）：
1GB=210MB=1024MB；1TB=210GB=1024GB。
2. 最大存取时间： ——访问一次存储器（对指定单元写入或读出）所需要的时间，
这个时间的上限值即最大存取时间，一般为十几ns到几百ns。 从CPU给出有效的存储器地址到存储器输出有效数据所需要的时间
3. 其他指标：功耗，工作电源，可靠性，集成度，价格等。
存储芯片内部构成示意图
地址译码器：
接收来自CPU的n位地址，经译码后产生2n个地址选择信号， 实现对片内存储单元的选址。
控制逻辑电路：
接收片选信号CS及来自CPU的读/写控制信号，形成芯片内部 控制信号，控制数据的读出和写入。
数据缓冲器：
寄存来自CPU的写入数据或从存储体内读出的数据。
存储体：
存储体是存储芯片的主体，由基本存储元按照一定的排列规 律构成。
D N-1
2020（DRAM）
一、单管动态基本存储电路（1或0由电容C上有无电荷决定）
字选线 “1”
G
S
D
C
T1
① 设 T1导通时（字选线＝1），将
D＝1 写入，则C上有电荷。
② 字选线撤消，T1截止。
③ T1导通（字选线＝1）才能读。
读时：D本为0，CD无电荷。
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6.2 随机存取存储器(RAM)
6.2.1 静态RAM（SRAM）
一、RAM原理 构成 存储体（R-S触发器构成的存储矩阵） 外围电路 译码电路、缓冲器 I/O控制电路
0
0
地
1
1
数
址
存储
据
n位 译
矩阵
缓
地址 码 2n-1
m
冲
器
器
m位 数据
CS 2020/9/22 R/W
控制 逻辑
较小； ➢外部存储器
用于存储CPU暂不处理的信息，其容量很大,故称为海量存储器。 外存要配置专门的接口和驱动设备才能实现访问,存取速度也较内 存慢得多。当其信息需要处理时，要先调入内存，再由CPU处理。
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2. 按存储载体材料分类 ✓半导体材料 — 半导体存储器：TTL型、MOS型、ECL型、I2L型 ✓磁性材料 — 磁带存储器、软磁盘存储器和硬磁盘存储器等； ✓光介质材料 — CD-ROM、DVD等。 3. 按存储器的使用属性来分类
导通时C上电荷转移到
CD 上，所以D为1；
CD
若C上原无电荷，则D为0；
ES(－)
ES(－)
数据线D”1”
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电容C通常小于数据线上的分布电容 CD，每个数据读出后，C上的电荷经 CD释放，信息被破坏。所以需要刷 新——周期性不断充电。刷新时间 2ms—8ms。（刷新即在数据线上加电 压，给C充电，然后关断T。）
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6.1.2 半导体存储器的性能指标
1. 容量：指一个存储器芯片能存储的二进制信息。
存储器芯片容量=存储单元数×每单元的数据位数
例：6264
8KB = 8K × 8bit
6116
2KB = 2K × 8bit
1字节=8 bit；1KB=210字节=1024字节；1MB=210KB=1024KB；
常用RAM有： 6116 6264
0 写有效 ii.接收R/W信号 1 读有效
APA P+1 … AK
Y译码
A0
X
I/O
A1
译
存储体
缓
A P-1
码
冲
存储器控 R/W
制逻辑 CE
62256
例：一片62256 为32K*8的RAM
地址线15根， 数据线8根， RAM的控制信
D0 号为3根 D1 （WE,OE,CE）。
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2. 外围电路 （1）地址译码器
——对外部地址信号译码， 用以选择要访问的单元。
若要构成1K×1b个存储单元， 需10根地址线，1根数据线。 ① 单地址译码（右图1）：
② 双地址译码（右图2） ：
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A0 A1
Y0 Y1
0
A2
地
A3
址
1
A4
译
A5
码
A6 A7
器 Y1023
掩膜ROM
可编程ROM（PROM） 紫外线可擦除的PROM（EPROM） 电可擦除的PROM（EEPROM） 快擦写存储器（Flash Memory）
RAM具有易失性，可读，可写，常用于存放数据、中间结果等。 ROM在程序执行时只能读不能写。常用于存放程序或不易变的数据。 掩膜ROM不可改写。 可编程PROM、EPROM、E2PROM及FLASH在 一定条件下可改写。
第6章 存储器
6.1 存储器概述 6.2 随机存储器（RAM） 6.3 只读存储器（ROM） 6.4 存储器连接与扩展
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6.1 存储器概述
作用：存放待加工的原始数据和中间计算结果以及系统或 用户程序等。
6.1.1 存储器分类 1. 按用途分类
➢内部存储器 用于存储当前与CPU频繁交换的信息，其工作速度快，但容量