半导体存储器.ppt

半导体存储器
2、半导体存储器（内存）按读写方式分类
二、性能指标
1、存储容量
存储器可以存储二进制信息量。
存储容量=字数×字长
例：一存储器可存4096个字，字长16位。
存储容量= 4096×16
=8KB
读写存储器（RAM）
只读存储器（ROM）
存储器中任何单元的信息都能随时读写
存储内容固定不变，联机工作时只能读出
不能写入
2、存取速度
存储器从CPU接收到寻址单元地址到存储器输入/输出有效数据所需的时间。
3、可靠性
存储器对电磁场及温度等变化的抗干扰性。
4、其它指标
体积、重量、性价比
三、存储器分级结构
三级
cache
内存
辅存
CPU可直接访问
CPU
cache
内存
辅存
图5—1 存储器的三级分级结构
Cache： 速度快，容量小
辅存：容量大
内存：介于上两者之间，具有适当的容量、还要满足系统对
速度的要求
§5－2 常用存储器芯片
一、半导体存储器芯片的结构
An-1
A1
A0
地址
译码器
存储矩阵
三态数据缓冲
寄存器
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D0
D1
Dn-1
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控制逻辑
图5—2 存储器芯片的组成
1、存储矩阵
由大量的存储元件组成。
N个存储元件对应于可记忆N位二进制代码的存储单元。
2、地址译码器
存储矩阵中的所有存储单元都被赋予唯一的单元地址。
n条地址线可寻址的存储单元数为 2n 个
3、三态数据缓冲寄存器
数据线根数 = 每个存储单元中可记忆二进制数的位数。.
结合1—3，若共有n条地址线，N条数据线，则该存储体由 个存储元件构成。
4、控制逻辑（控制信号由CPU及其接口电路送出）
由能存储1位二进制码的物理器件构成
二、随机读写存储器 RAM
从制造工艺上可分为
MOS型RAM
静态RAM：主要特点是用变通的双稳态触发器存放1位二进制信息。只要不切断电源，信息就可以长时间稳定的保存。优点是：存取速度快，不需要对所存信息进行刷新；缺点是：基本存储电路中包含的管子数目较多，功耗较大。通常用于微机的高速缓存。
双极型RAM
MOS型RAM
由普通的晶体管构成，其特点是存取速度快，但集成度低，功耗大，成本高。多用于速度要求较高的微机系统中。
由MOS型场效应管构成，其特点是集成度高，功耗小，价格便宜，但速度比双极型RAM要慢（这是现在计算机普遍使用的一种）
静态RAM（SRAM）
动态RAM（DRAM）
动态RAM：主要特点是用电容上所充的电荷表示1位二进制信息。因为电容上的电荷会随着时间不断释放，因此对动态RAM必须不断进行读出和写入，以使释放的电荷得到补充，也就是对所存信息进行刷新。优点是：所用元件少，功耗低，集成度高，价格便宜；缺点是：存取速度较慢并要有刷新电路。通常用于微机的内存。
三、只读存储器 ROM
特点：存储的信息只能取出，不能改写（存入），断电后信息不会丢失，可靠性高。
主要用于存放固定不变的、控制计算机的系统程序和参数表，也用于存放常驻内存的监控程序或者操作系统的常驻内存部分，甚至还可以用来存放字库或其他语言的编译程序及解释程序。
根据信息的设置方式分类
ROM
PROM
EPROM
闪速存储器
一般由生产厂家根据用户的要求定制的。信息在芯片制造时由厂家写入。内容不能再被更改
可编程ROM
出厂时没有写入信息，允许用户采用一定的设备将编好的程序固化在其中。并且一旦写入也不能再更改。
可擦除PROM
存放在其中的内容可用紫外线照射芯片上的石英窗口而擦除。一般需要30分钟。然后再用专用设备写入新内容。
电可擦除EPROM
性能与EPROM类似，只是在擦除和改写方面更方便。用电来进行擦除。用户用一般微机即可再行写入新内容。
Flash Memory
是升级的E2PROM
比其整体性能更优
§5－3 存储器与CPU的接口
一、存储器芯片与地址总线的连接
本质上就是在存储器地址分配的基础上实现地址译码，以保证CPU能对存储器中所有存储单元正确寻址。
分为
地址线
片选线
地址总线从 A0 开始一次与存储器芯片的地址线相连
1、线选法：
地址的高位直接作为各个芯片的片选信号。寻址时只有一