微机原理与接口存储器RAM及

内存储器 外存储器
第6章 半导体存储器
6.1.2 半导体存储器的分类
从应用角度可将半导体存储器分为两大类： 随机存取存储器RAM(Random Access Memory)和 只读存储器ROM(Read Only Memory)。
RAM是可读、可写的存储器，CPU可以对RAM 的内容随机地读写访问，RAM中的信息断电后即 丢失。
MOS型存储器具有集成度高、功耗低、价格便 宜等特点，适用于内存储器，高输入阻抗、电压控制
的器件 。
MOS型存储器按信息存放方式又可分为静态 RAM(Static RAM，简称SRAM)和动态RAM(Dynamic RAM，简称DRAM)。
第6章 半导体存储器
只读存储器ROM在使用过程中，只能读出存储的信 息而不能用通常的方法将信息写入存储器。目前常见 的有：
第6章 半导体存储器
6．集成度 集成度指在一块存储芯片内能集成多少个 基本存储电路，每个基本存储电路存放一位二进 制信息，所以集成度常用位/片来表示。 7．性能/价格比 性能/价格比(简称性价比)是衡量存储器经 济性能好坏的综合指标，它关系到存储器的实用 价值。其中性能包括前述的各项指标，而价格是 指存储单元本身和外围电路的总价格。
第6章 半导体存储器
2．存取时间 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。例如，读出时间是指 从CPU向存储器发出有效地址和读命令开始，直 到将被选单元的内容读出为止所用的时间。显 然，存取时间越小，存取速度越快。 3．存储周期 连续启动两次独立的存储器操作(如连续两 次读操作)所需要的最短间隔时间称为存储周期。 它是衡量主存储器工作速度的重要指标。一般 情况下，存储周期略大于存取时间。
第6章 半导体存储器
4．功耗 功耗反映了存储器耗电的多少，同时也反 映了其发热的程度。 5．可靠性 可靠性一般指存储器对外界电磁场及温度 等变化的抗干扰能力。存储器的可靠性用平均 故障间隔时间MTBF(Mean Time Between Failures)来衡量。MTBF可以理解为两次故障之 间的平均时间间隔。MTBF越长，可靠性越高， 存储器正常工作能力越强。
第6章 半导体存储器
6.1.4 半导体存储器芯片的基本结构
… … … …
A0
地
A1
址
译
码
An
器
存储矩阵
缓 冲 器
三 态 数 据
D0 D1
DN
Baidu Nhomakorabea
控制逻辑
R/W CS
图6.2 半导体存储器组成框图
第6章 半导体存储器
地址译码方式 单译码方式
A0 A1 A2 A3
第6章 半导体存储器
第6章 半导体存储器
主要内容:
– 存储器及半导体存储器的分类 – 随机读写存储器（RAM） – 只读存储器（ROM） – 存储器的扩展
第6章 半导体存储器
6.1 存储器及半导体存储器的分类
存储器是计算机用来存储信息的部件。
6.1.1 存储器的分类
按存取速度和用途可把存储器分为两大类： 内存储器和外存储器。
特点：存储容量大而存取速度较慢，且掉电数据 不丢失。
作用：外存用来存放当前暂不被CPU处理的程序 或数据，以及一些需要永久性保存的信息。
通常将外存归入计算机外部设备，外存中存放的 信息必须调入内存后才能被CPU使用。
早期的内存使用磁芯。随着大规模集成电路的发 展，半导体存储器集成度大大提高，成本迅速下降，存 取速度大大加快，所以在微型计算机中，目前内存一般 都使用半导体存储器。
掩膜式ROM，用户不可对其编程，其内容已由厂家设定 好，不能更改；
可编程ROM(Programmable ROM，简称PROM)，用户只能 对其进行一次编程，写入后不能更改；
可擦除的PROM(Erasable PROM，简称EPROM)，其内容 可用紫外线擦除，用户可对其进行多次编程；
电擦除的PROM(Electrically Erasable PROM，简称 EEPROM或E2PROM)，能以字节为单位擦除和改写。
第6章 半导体存储器
半导体 存储器
随机读写 存储器RAM
只读存储器 ROM
双极型
MOS型
不可编程掩膜 存储器 MROM
可编程存储器 PROM
可擦除、可再 编程存储器
静态RAM 动态RAM
紫外线擦除的 EPROM
电擦除的 E2 PROM
图6.1 半导体存储器的分类
第6章 半导体存储器
6.1.3 半导体存储器的主要技术指标 1．存储容量
内存：把通过系统总线直接与CPU相连的存 储器称为内存储器，简称内存。
特点：具有一定容量、存取速度快，且掉电 数据将丢失。
作用：计算机要执行的程序和要处理的数据 等都必须事先调入内存后方可被CPU读取并执行。
第6章 半导体存储器
外存：把通过接口电路与系统相连的存储器称为 外存储器，简称外存，如硬盘、软盘和光盘等。
ROM的内容只能随机读出而不能写入，断电 后信息不会丢失，常用来存放不需要改变的信息 (如某些系统程序)，信息一旦写入就固定不变了。
第6章 半导体存储器
根据制造工艺的不同，随机读写存储器RAM主 要有双极型和MOS型两类。
双极型存储器存取速度快、集成度较低、功 耗较大、成本较高等特点，适用于对速度要求较高 的高速缓冲存储器,低阻抗、电流控制的器件 ；
(1) 用字数位数表示，以位为单位。常用来表示 存 储 芯 片 的 容 量 ， 如 1K4 位 ， 表 示 该 芯 片 有 1K 个 单 元 (1K=1024)，每个存储单元的长度为4位。
(2) 用字节数表示，以字节为单位，如128B，表示 该芯片有 128个单元，每个存储单元的长度为8位。
其中，1KB＝210B＝1024B；1MB＝220B＝1024KB；1GB ＝230B＝l024MB；1TB＝240B＝1024GB。显然，存储容量 越大，所能存储的信息越多，计算机系统的功能便越强。
第6章 半导体存储器
存储系统的层次结构
内存平均访问时间ns级
SRAM Cache1~5ns SDRAM内存7~15ns EDO内存60~80ns EPROM存储器100~400ns
寄存器 Cache 主存储器
外存平均访问时间ms级 硬盘9~10ms 光盘80~120ms
辅助存储器(磁盘) 大容量存储器(磁带)