半导体存储器(212)

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1、第5章半导体存储器5.3只读存储器5.4内存管理5.5例题解析5.2随机读写存储器5.1概述5.1概述微型计算机的存储结构寄存器——位于CPU中主存——由半导体存储器(ROM/RAM)构成辅存——指磁盘、磁带、磁鼓、光盘等大容量存储器，采用磁、光原理工作高速缓存(CACHE)——由静态RAM芯片构成本章介绍半导体存储器及组成主存的方法CPU（寄存器）CACHE（高速缓存）主存（内存）辅存（外存）5.1.1存储器的分类（可按存储介质不同、存取方式不同、作用不同来分类）对于半导体存储器分类，按制造工艺分类双极型：速度快、集成度低、功耗大MOS型

2、：速度慢、集成度高、功耗低按使用属性分类随机存取存储器RAM：可读可写、断电丢失只读存储器ROM：只读、断电不丢失图5.1半导体存储器的分类半导体存储器只读存储器（ROM）随机存取存储器（RAM）静态RAM（SRAM）动态RAM（DRAM）非易失RAM（NVRAM）掩膜式ROM一次性可编程ROM（PROM）紫外线擦除可编程ROM（EPROM）电擦除可编程ROM（EEPROM）5.1.2存储器的性能指标1.存储器容量存储1位二进制信息的单元称为1个存储元。对于32MB的存储器，其内部有32M×8bit个存储元。存储器芯片多为×8结构，称为字节

3、单元。在标定存储器容量时，经常同时标出存储单元的数目和每个存储单元包含的位数：存储器芯片容量=单元数×位数例如，Intel2114芯片容量为1K×4位，6264为8K×8位。虽然微型计算机的字长已经达到16位、32位甚至64位，但其内存仍以一个字节为一个单元，不过在这种微型机中，一次可同时对2、4、8个单元进行访问。2.存取周期存储器的存取周期是指从接收到地址，到实现一次完整的读出或写入数据的时间，是存储器进行连续读或写操作所允许的最短时间间隔。3.功耗半导体存储器属于大规模集成电路，集成度高，体积小，但是不易散热，因此在保证速度的前提下应

4、尽量减小功耗。一般而言，MOS型存储器的功耗小于相同容量的双极型存储器。例如上述HM62256的功耗为40mW～200mW。4.可靠性5.集成度半导体存储器的集成度是指在一块数平方毫米芯片上所制作的基本存储单元数，常以“位／片”表示，也可以用“字节／片”表示，6.其他读写存储器RAM类型构成速度集成度应用SRAM触发器快低小容量系统DRAM极间电容慢高大容量系统NVRAM带微型电池快低小容量非易失5.2随机读写存储器随机存取存储器静态RAMSRAM2114SRAM6264动态RAMDRAM4116DRAM21645.2.1静态RAMSRAM

5、的基本存储单元是触发器电路每个基本存储单元存储1位二进制数许多个基本存储单元形成行列存储矩阵SRAM一般采用“字结构”存储矩阵：每个存储单元存放多位（4、8、16等）每个存储单元具有一个唯一的地址静态RAM的存储结构六管基本存储电路列选线Y数据线D数据线D’T8T7行选线XT1T5T2T6T4T3VDDBA6管基本存储单元列选通SRAM芯片的内部结构I/O行地址译码列地址译码A3A2A1A0A4A5A6A710015151-CS-OE-WE输入缓冲输出缓冲6管基本存储单元列选通SRAM芯片2114存储容量为1024×418个引脚：10根地址

6、线A9～A04根数据线I/O4～I/O1片选-CS读写-WE123456789181716151413121110VccA7A8A9I/O1I/O2I/O3I/O4-WEA6A5A4A3A0A1A2-CSGND4.SRAM芯片举例SRAM2114的读周期数据地址TCXTODTTOHATRCTATCODOUT-WE-CSTA读取时间从读取命令发出到数据稳定出现的时间给出地址到数据出现在外部总线上TRC读取周期两次读取存储器所允许的最小时间间隔有效地址维持的时间SRAM2114的写周期TWCTWRTAW数据地址TDTWTWDOUTDINTDWT

7、DH-WE-CSTW写入时间从写入命令发出到数据进入存储单元的时间写信号有效时间TWC写入周期两次写入存储器所允许的最小时间间隔有效地址维持的时间SRAM芯片6264存储容量为8K×828个引脚：13根地址线A12～A08根数据线D7～D02根片选-CS1、CS2读写-WE、-OE功能+5V-WECS2A8A9A11-OEA10-CS1D7D6D5D4D3NCA12A7A6A5A4A3A2A1A0D0D1D2GND123456789101112131428272625242322212019181716151.存储芯片数据线的处理若芯片的数

8、据线正好8根：一次可从芯片中访问到8位数据全部数据线与系统的8位数据总线相连若芯片的数据线不足8根：一次不能从一个芯片中访问到8位数据利用多个芯片扩充数据位（数据宽度）这种扩充方