2019年第7讲存储器课件.ppt

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1、第7讲半导体存储器苏放sufangbupt.edu北京邮电大学信息与通信工程学院1存储系统的基本概念存储器是是计算机中用来存储信息的部件；是一种具有记忆功能的部件；是计算机的重要组成部分，是CPU最重要的系统资源之一。存储器I/O接口输入设备I/O接口数据总线DB控制总线CB地址总线AB输出设备CPU2存储器的层次结构微机拥有不同类型的存储部件由上至下容量越来越大，但速度越来越慢寄存器堆高速缓存主存储器联机外存储器脱机外存储器快慢小大容量速度CPU内核3DSESSSCSIPPSW标志寄存器执行部件控制电路指令译码器4321数据

2、暂存器AXBXCXDXAHBHCHDHSIDIBPSPALBLCLDL寄存器组指令队列地址总线AB数据总线DB总线接口控制电路控制总线CB运算器地址加法器地址译码器、、、指令1指令2指令3指令4、、、数据1数据29AH、、、指令MOVAL,[BX]包含一个从存储器读操作存储器CPU4可以分为双极型和金属氧化物半导体型两类。（1）双极型双极型由TTL晶体管逻辑电路构成，在微机系统中常用作高速缓存器（Cache）。特点：工作速度快，与CPU处在同一量级；集成度较低、功耗大、价格偏高。（2）金属氧化物半导体型金属氧化物半导体型又称M

3、OS型，在微机系统中主要用来构造内存。根据制造工艺，可分为NMOS、HMOS、CMOS、CHMOS等，可用来制作多种半导体存储器件，如静态RAM、动态RAM、EPROM等。特点是集成度高、功耗低、价格便宜，但速度较双极型器件慢。按制造工艺分类5按存储器存取方式分类：6半导体存储器的主要性能指标存储容量：半导体存储器芯片的存储容量是指存储器可以容纳的二进制信息量用N×M表示，N为存储单元数，M为每个存储单元存储信息的位数。例6-1某存储器芯片的地址线为16位，存储字长为8位，则其存储容量为多少？解：若某存储器芯片有M位地址总线、

4、N位数据总线其存储容量为×N位。该存储器芯片中M为16位，N为8位，则其存储容量为×8位=64K×8位。字数×每个字的字长7半导体存储器的主要性能指标存储速度可以用两个时间参数表示：存取时间（AccessTime）TA，定义为从启动一次存储器操作，到完成该操作所经历的时间。存储周期（MemoryCycle）TMC，定义为启动两次独立的存储器操作之间所需的最小时间间隔。存储速度取决于内存储器的具体结构及工作机制。8半导体存储器的主要性能指标可靠性存储器的可靠性用平均故障间隔时间（MTBF，MeanTimeBetweenFailu

5、res）来衡量，MTBF越长，可靠性越高。性能/价格比性能主要包括上述三项指标—存储容量、存储速度和可靠性。对不同用途的存储器有不同的要求有的存储器要求存储容量大，选择芯片时就以存储容量为主，有的存储器如高速缓冲器，则要求以存储速度为主。9半导体存储器的结构10存储器读写时序在微机系统中，为使存储器正常工作，必须注意其工作时序其片选、读写控制信号、以及地址信号ADDR等必须按照一定的时间要求顺序地输入给存储器的控制电路。11例SRAMHY62256A的读、写周期时序12例SRAMHY62256A的写周期时序13典型存储器芯片及

6、其接口特性静态随机存储器（SRAM）14典型的静态RAM芯片典型的静态RAM芯片如HM6116（2K×8位），6264（8K×8位），62128（16K×8位）和62256（32K×8位）等。1561166116是一种2 048×8位的高速静态CMOS随机存取存储器，其基本特征是：（1）高速度存取时间为100 ns/120 ns/150 ns/200 ns（分别以6116——10、6116——12、6116—15、6116—20为标志。（2）低功耗运行时为150 mW，空载时为100 mW。（3）与TTL兼容。（4）管脚引出与

7、标准的2K×8b的芯片（例如2716芯片）兼容。（5）完全静态——无需时钟脉冲与定时选通脉冲。16SRAM6116的引脚17SRAM6116的工作方式片选信号、写允许信号和输出允许信号的组合控制SRAM6116芯片的工作方式18SRAM6116的内部功能框图静态RAM的结构2K*816Kbit19SRAM6264容量为8K×8位地址线13条，即A12~A0；数据线8条即I/O8~I/O120SRAM62646264运行方式21随机存储器RAM静态RAM静态RAM的引脚：数据线：由RAM的位数决定；地址线：由RAM的单元数决定；

8、控制线：CE：片选，有效时，芯片才工作；WE：读写控制，为0时写，为1时读；OE：输出控制，为0时，允许输出。和CPU的连接。22SRAM接口特性23动态随机存储器（DRAM）信号存储在电容C上。行选择信号有效时可以刷新，也可以读出，但读出时必须列选择信号也有效。破坏性读出为