第四章 主存储器ppt课件.ppt

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1、第4章主存储器本章要点静态存储器SRAM、动态存储器DRAM、只读存储器ROM的存储芯片的引脚特征；SRAM与ROM组成的存储器系统的逻辑设计及与CPU之间的连接；DRAM存储器系统的设计；交叉存储器的结构及特性；学时：84．2主存储器的分类4．1主存储器处于全机的中心地位P1154.3主存储器的技术指标1．存储容量存储容量是指存储器系统能容纳的二进制总位数，常用字节数或单元数×位数来描述。(1)字节数若主存按字节编址，即每个存储单元有8位，则相应地用字节数表示存储容量的大小。1B=8位1KB＝1024B=210B.1MB＝1K×1K＝1024×1024B=2

2、20B;1GB＝1KMB＝1024×1024×1024B=230B1TB=1KGB=1024×1024×1024×1024B=240B(2)单元数×位数若主存按字编址，即每个存储单元存放一个字，字长超过8位，则存储容量用单元数×位数来描述。例1某计算机的字长16位，它的存储容量是64KW，若按字节编址，那么它的存储容量可表示成128KB。例2机器字长32位，其存储容量为4MB，若按字编址，那么它的存储容量可表示成1MW。2．存取速度(1)存取时间Ta存取时间是指从启动一次存储器操作到完成该操作所经历的时间。(2)存取周期Tm存取周期又称读写周期、访问周期，它是

3、指存储器进行一次完整的读写操作所需的全部时间，即连续两次访问存储器操作之间所需要的最短时间。4.4主存储器的基本结构和基本操作主存储器原理结构框图（见P117的图4.1）。存储器的基本操作如下：（见P117）（1）读操作地址→AR，CPU发读命令，则：M（AR）→DR，存储器发ready命令。（2）写操作地址→AR，数据→DR，CPU发写命令，则DR→M（AR），存储器发ready命令。4．5读/写存储器（RAM）4.5.1静态存储器(SRAM)静态半导体存储器(SRAM)是可随机读写的存储器；它用双稳态触发器保存信息；存储数据稳定；不需刷新，但功耗比较大。1

4、．存储元的读写原理存储元是存储器中的最小存储单位。它的基本作用是存储一位二进制信息。作为存储元的材料或电路，须具备以下基本功能：(1)具有两种稳定状态；(分别表示0和1）(2)两种稳定状态经外部信号控制可以相互转换（即：能写入）(3)经控制，能读出其中的信息；（即：能读出）(4)无外部原因，其中的信息能长期保存。（即：能保持）六管静态存储元电路P107图中T1、T2为工作管；T3、T4为负载管；T5、T6、T7、T8为控制管。静态MOS存储元T1、T2、T3、T4组成的双稳态触发器保存信息，它能长期保持信息的状态不变，是因为电源通过T3、T4不断供给T1或T2

5、电流的缘故。其特点是当供电电源切断时，原存的信息也消失。工作原理两个稳态：T1导通，T2截止为“1”态；T2导通，T1截止为“0”态；②写入状态(X、Y译码线为高电平，即T5、T6、T7、T8均导通)写“1”：位线2为高电平→B高→T1导通；位线1加低电平→A低→T2截止；写“0”：位线2为低电平→B低→T1截止。位线1加高电平→A高→T2导通；工作原理续③读出状态(X、Y译码线为高电平，即T5、T6、T7、T8均导通)读“1”(T2截止、T1导通)：Vcc从T4到T6、T8使位线2有电流。读“0”(T1截止、T2导通)：Vcc从T3到T5、T7使位线1有电流

6、；所以，不同的位线上的电流使放大器读出不同的信息“1”和“0”。2.静态MOS存储器(1)存储体存储体用来存储信息，它由静态MOS存储元组成，采用二维矩阵的连接方式。一个4×4的存储矩阵的结构如P118图4.3所示，其中的存储元见P117图4.2。P118图4.3中，存储矩阵4×4＝16×1位，是指16个字的同一位，若用8个同样的存储矩阵，则可组成16个字、字长为8位的存储体。(2)地址译码器地址译码器的设计方案有两种：单译码和双译码。单译码结构中，地址译码器只有一个，译码器的输出，选择对应的一个字。若地址线数n＝2，译码后输出22＝4个状态，对应4个地址，每

7、个地址中存一个4位的字。这种结构有一个缺点，就是当n较大时，译码器将变得复杂而庞大，使存储器的成本迅速上升，性能下降。例如，n＝12时，译码器输出为212根选择线，每根选择线还要配一个驱动器。所以，单译码结构只适用于小容量存储器。为了减少驱动器数量、降低成本，存储器一般采用双译码结构。这种结构中有X和Y两个方向的译码器，如P118图4.3所示。(3)片选和读／写控制电路由于一块集成芯片的容量有限，要组成一个大容量的存储器，往往需要将多块芯片连接起来使用，这就存在某个地址要用到某些芯片，而其它芯片暂时不用的问题，这就是所谓片选。只有片选信号CS有效时，该芯片才被

8、选中，此片所连的地址线才有效，才能对它