随机读写存储器PPT教学课件
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最新计算机组成原理第三章课件白中英版

计算机组成原理第三章 课件白中英版
3.1 存储器概述
❖ 存储器的两大功能: 1、 存储(写入Write) 2、 取出(读出Read)
❖ 三项基本要求: 1、大容量 2、高速度 3、低成本
计算机组成原理
6
计算机组成原理
8
3.2 随机读写存储器
SRAM(静态RAM:Static RAM)
T7 ,这样存储体管子增加不多,但是双向地址译码选择, 因为对Y选择线选中的一列只是一对控制管接通,只有X选 择线也被选中,该位才被重合选中。
X选择线
V 位/读出线
BS0 读/写“0”
A T4
T5
T2
T0
T1
T6
位/读出线
B T3
BS1 读/写“1”
T7
I/O
Y选择线
I/O
6管双向选择MOS存储电路
(2)字结构是2度存储器:只需使用具有两个功能端的基本存储电路:字 线和位线
(3)优点:结构简单,速度快:适用于小容量M
(4)缺点:外围电路多、成本昂贵,结构不合理结构。
计算机组成原理
17
静态MOS存储器
BS0
BS1
FF
FF
FF
16 地址 选
W0
1
A0
地 字线
址
FF
FF
FF
译
……
A1
码 W1 器
:: A2
•以触发器为基本存储单元 •不需要额外的刷新电路 •速度快,但集成度低,功耗和价格较高
DRAM(动态RAM:Dynamic RAM)
•以单个MOS管为基本存储单元 •要不断进行刷新(Refresh)操作 •集成度高、价格低、功耗小,但速度较SRAM慢
3.1 存储器概述
❖ 存储器的两大功能: 1、 存储(写入Write) 2、 取出(读出Read)
❖ 三项基本要求: 1、大容量 2、高速度 3、低成本
计算机组成原理
6
计算机组成原理
8
3.2 随机读写存储器
SRAM(静态RAM:Static RAM)
T7 ,这样存储体管子增加不多,但是双向地址译码选择, 因为对Y选择线选中的一列只是一对控制管接通,只有X选 择线也被选中,该位才被重合选中。
X选择线
V 位/读出线
BS0 读/写“0”
A T4
T5
T2
T0
T1
T6
位/读出线
B T3
BS1 读/写“1”
T7
I/O
Y选择线
I/O
6管双向选择MOS存储电路
(2)字结构是2度存储器:只需使用具有两个功能端的基本存储电路:字 线和位线
(3)优点:结构简单,速度快:适用于小容量M
(4)缺点:外围电路多、成本昂贵,结构不合理结构。
计算机组成原理
17
静态MOS存储器
BS0
BS1
FF
FF
FF
16 地址 选
W0
1
A0
地 字线
址
FF
FF
FF
译
……
A1
码 W1 器
:: A2
•以触发器为基本存储单元 •不需要额外的刷新电路 •速度快,但集成度低,功耗和价格较高
DRAM(动态RAM:Dynamic RAM)
•以单个MOS管为基本存储单元 •要不断进行刷新(Refresh)操作 •集成度高、价格低、功耗小,但速度较SRAM慢
五章存储器ppt课件

CS 6116 WE ③ D7~ D0
A0~ A10
CS 6116 WE ④ D7~ D0
第5章 半导体存储器
部分译码法
第5章 半导体存储器
线选法
线选法是指高位地址线不经过译码,直接作为存 储芯片旳片选信号。
每根高位地址线接一块芯片,用低位地址线实现 片内寻址。
线选法旳优点是构造简朴,缺陷是地址空间挥霍 大,整个存储器地址空间不连续,而且因为部分 地址线未参加译码,还会出现地址重叠
第5章 半导体存储器
存储器容量扩充
位数扩充
A9~A0 片选
D7~D4 D3~D0
第5章 半导体存储器
A9~A0
CE
2114
A9~A0 CE 2114
(2) I/O4~I/O1
(1)
I/O4~I/O1
存储器容量扩充
单元数扩充
0000000001
译码器
A19~A10
0000000000
片选端
CE (1)
CS 6116 WE ④ D7~ D0
第5章 半导体存储器
全译码法
第5章 半导体存储器
部分译码法
部分译码法是将高位地址线中旳一部分(而不是 全部)进行译码,产生片选信号。
该措施常用于不需要全部地址空间旳寻址能力, 但采用线选法地址线又不够用旳情况。
采用部分译码法时,因为未参加译码旳高位地址 与存储器地址无关,所以存在地址重叠问题。
间 tRH :地址无效后数据应保持旳时间 tOH :OE*结束后数据应保持旳时间
第5章 半导体存储器
SRAM写时序
第5章 半导体存储器
SRAM写时序
TWC :写周期时间 tAW :地址有效到片选信号失效旳间隔时间 TWB :写信号撤消后地址应保持旳时间 TCW :片选信号有效宽度 TAS :地址有效到WE*最早有效时间 tWP :写信号有效时间 T时W间HZ :写信号有效到写入数据有效所允许旳最大 TDW :写信号结束之前写入数据有效旳最小时间 TDH :写信号结束之后写入数据应保持旳时间
A0~ A10
CS 6116 WE ④ D7~ D0
第5章 半导体存储器
部分译码法
第5章 半导体存储器
线选法
线选法是指高位地址线不经过译码,直接作为存 储芯片旳片选信号。
每根高位地址线接一块芯片,用低位地址线实现 片内寻址。
线选法旳优点是构造简朴,缺陷是地址空间挥霍 大,整个存储器地址空间不连续,而且因为部分 地址线未参加译码,还会出现地址重叠
第5章 半导体存储器
存储器容量扩充
位数扩充
A9~A0 片选
D7~D4 D3~D0
第5章 半导体存储器
A9~A0
CE
2114
A9~A0 CE 2114
(2) I/O4~I/O1
(1)
I/O4~I/O1
存储器容量扩充
单元数扩充
0000000001
译码器
A19~A10
0000000000
片选端
CE (1)
CS 6116 WE ④ D7~ D0
第5章 半导体存储器
全译码法
第5章 半导体存储器
部分译码法
部分译码法是将高位地址线中旳一部分(而不是 全部)进行译码,产生片选信号。
该措施常用于不需要全部地址空间旳寻址能力, 但采用线选法地址线又不够用旳情况。
采用部分译码法时,因为未参加译码旳高位地址 与存储器地址无关,所以存在地址重叠问题。
间 tRH :地址无效后数据应保持旳时间 tOH :OE*结束后数据应保持旳时间
第5章 半导体存储器
SRAM写时序
第5章 半导体存储器
SRAM写时序
TWC :写周期时间 tAW :地址有效到片选信号失效旳间隔时间 TWB :写信号撤消后地址应保持旳时间 TCW :片选信号有效宽度 TAS :地址有效到WE*最早有效时间 tWP :写信号有效时间 T时W间HZ :写信号有效到写入数据有效所允许旳最大 TDW :写信号结束之前写入数据有效旳最小时间 TDH :写信号结束之后写入数据应保持旳时间
《存储器、CPL》PPT课件

• 随机存储器又称读写存储器
• 特点:在工作过程中,既可从存储器的任意单元 读出信息,又可以把外界信息写入任意单元,因 此它被称为随机存储器。
• 分类: 按功能分 静态SRAM 、动态DRAM两类; 按所用器件分 双极型、 MOS型两种。
RAM的基本结构
地 址 码 输 入 片选 读/写控制 输入/输出
8 D7D0
3. 字数、位数同时扩展
例3 用256×4的RAM扩展为1K×8位的RAM
A9
Y0
A8
2/
Y1 Y2
4 Y3
A0-A7
8
CS
256× 4
CS
I/O
256× 4
4
I/O
4
…
8
CS
256× 4
CS 256× 4
I/O
4
I/O
4
高四位 低四位
介绍 RAM MCM6264
该芯片是摩托罗拉公司生产的静态RAM,28脚双列直插封装。
Y0
A0
Y1
74139 Y2
EN
Y3
R/W
13
A14 A13 A12A0
CS D7D0 8
R/W
8K8 位
(I) 13 A12A0
CS D7D0 8
R/W
8K8 位
13 A12A0(II)
CS D7D0 8 R/W
8K8 位
13 A12A0(III)
CS D7D0 8 R/W
8K8 位
13 A12A0(IV)
• 来 址静自译态行码RA地 器M存储单元(SRAM)--以六管静态存储单元为例 的输出
Xi (行选择线)
T3
VDD
VGG T4
• 特点:在工作过程中,既可从存储器的任意单元 读出信息,又可以把外界信息写入任意单元,因 此它被称为随机存储器。
• 分类: 按功能分 静态SRAM 、动态DRAM两类; 按所用器件分 双极型、 MOS型两种。
RAM的基本结构
地 址 码 输 入 片选 读/写控制 输入/输出
8 D7D0
3. 字数、位数同时扩展
例3 用256×4的RAM扩展为1K×8位的RAM
A9
Y0
A8
2/
Y1 Y2
4 Y3
A0-A7
8
CS
256× 4
CS
I/O
256× 4
4
I/O
4
…
8
CS
256× 4
CS 256× 4
I/O
4
I/O
4
高四位 低四位
介绍 RAM MCM6264
该芯片是摩托罗拉公司生产的静态RAM,28脚双列直插封装。
Y0
A0
Y1
74139 Y2
EN
Y3
R/W
13
A14 A13 A12A0
CS D7D0 8
R/W
8K8 位
(I) 13 A12A0
CS D7D0 8
R/W
8K8 位
13 A12A0(II)
CS D7D0 8 R/W
8K8 位
13 A12A0(III)
CS D7D0 8 R/W
8K8 位
13 A12A0(IV)
• 来 址静自译态行码RA地 器M存储单元(SRAM)--以六管静态存储单元为例 的输出
Xi (行选择线)
T3
VDD
VGG T4
数字电路存储器PPT课件
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PROM电路的特点是在与或阵列的各个交叉点 上均有熔丝和存储元件串接的电路,如图所示:
JHR
第30页/共82页
PROM 与门阵列是固定的,或 门阵列可编程。
当用户要在某处存“0”信号,可按地址供给数十毫
安的脉电流,将该处熔丝烧断,使串接的存储单元
不再起作用,在则未熔断的地方,则表示存“1”的
信息。这种ROM可实现一次编程要求,若编写结束,
二、存储器的分类 从信息的存取情况来分,可分为:
存储器(Memory)
随机存取存储器(RAM) Random Access Memory
只读存储器(ROM) Read Only Memory
JHR
第1页/共82页
1.随机存取存储器(RAM) 在操作过程中能任意“读取”某个单元信息,
或在某个单元“写入”需存储的信息,常称为“读 写存储器”。
单元的字 【例1】用ROM电路构成一个码制转换器,将
四位二进制码制转换成四位Gray码(循环码)。
JHR
第24页/共82页
[解](1)四位二进制码转换为格雷码的真值表 将四位二进制码B3B2B1B0作为ROM码制转换器的 四位地址输入,四位Gray 码G3G2G1G0作为ROM 的字输出。其转换真值表为:
(1)写出函数Y1、Y2的逻辑表达式。 (2)说明器件的特点和点阵存储容量大小。
JHR
第36页/共82页
[解](1)逻辑函数Y1、Y2由EPROM矩阵实现。 根据EPROM的结构特点,与阵列为固定结构,或 阵列为可编程结构。因此输入和输出间的逻辑关 系可直接写成与—或表达式,输入变量是A、B、 C,直接加在EPROM地址端,输出变量Y1、Y2由 EPROM数据输出端输出。
JHR
JHR
第30页/共82页
PROM 与门阵列是固定的,或 门阵列可编程。
当用户要在某处存“0”信号,可按地址供给数十毫
安的脉电流,将该处熔丝烧断,使串接的存储单元
不再起作用,在则未熔断的地方,则表示存“1”的
信息。这种ROM可实现一次编程要求,若编写结束,
二、存储器的分类 从信息的存取情况来分,可分为:
存储器(Memory)
随机存取存储器(RAM) Random Access Memory
只读存储器(ROM) Read Only Memory
JHR
第1页/共82页
1.随机存取存储器(RAM) 在操作过程中能任意“读取”某个单元信息,
或在某个单元“写入”需存储的信息,常称为“读 写存储器”。
单元的字 【例1】用ROM电路构成一个码制转换器,将
四位二进制码制转换成四位Gray码(循环码)。
JHR
第24页/共82页
[解](1)四位二进制码转换为格雷码的真值表 将四位二进制码B3B2B1B0作为ROM码制转换器的 四位地址输入,四位Gray 码G3G2G1G0作为ROM 的字输出。其转换真值表为:
(1)写出函数Y1、Y2的逻辑表达式。 (2)说明器件的特点和点阵存储容量大小。
JHR
第36页/共82页
[解](1)逻辑函数Y1、Y2由EPROM矩阵实现。 根据EPROM的结构特点,与阵列为固定结构,或 阵列为可编程结构。因此输入和输出间的逻辑关 系可直接写成与—或表达式,输入变量是A、B、 C,直接加在EPROM地址端,输出变量Y1、Y2由 EPROM数据输出端输出。
JHR
第2节 随机读写存储器

5.2 随机读写存储器
5.2.1 静态MOS存储器
1.基本存储单元
A点为高电平,B点为低电平, 表示存1,否则存0。
当行选线为高电平时,T5、 T6管导通; 当列选线为高电平时,T7、 T8管导通; 此时可以对该单元进行读写。 图5.2 六管静态RAM存储电路
2.SRAM的组成
4K*1b
图5.3 静态RAM结构组成原理图
A0 CE 5 256×4 I/O A7 I/O
数 据 线
用256×4位的芯片组成1KB RAM的方框图
(4)静态随机存取存储器的连接举例
Intel 2114存储器芯片的结构是1K*4b
图5.11 SRAM 2114与CPU的连接
5.2.2
动态MOS存储器
(1) 写入操作
写入时,I/O与I/O加相反 的电平,(例如:写入1 时,I/O=1,I/O=0),字选择线 的高电平打开T5和T6管,写入 信息送至A、B端,将信息存 储在T1和T2管的栅极电容上。
(2) 地址处理功能
对来自地址总线的地址信号和刷新地址进行切换.
(3)仲裁功能
对读写请求和刷新请求进行仲裁
4. 动态随机存取存储器举例
行
414256的存储容量是256K*4b 图5.16 414256内部结构
5. 高集成度DRAM
DRAM的集成度越来越高,存储器的容量越来越大。 微机系统内存的形式: 通常把若干个高集成度DRAM芯片焊接在一小块电路板上,形成一个内 存条,用户只需把内存条插到系统板上提供的内存条插座即可使用。
(1)读出过程
3.SRAM的读/写过程
①A0~A11 加到RAM芯 片的地址输 入端
4K*2b
②发读控制 信号(R/W=1) 和片选信号.
5.2.1 静态MOS存储器
1.基本存储单元
A点为高电平,B点为低电平, 表示存1,否则存0。
当行选线为高电平时,T5、 T6管导通; 当列选线为高电平时,T7、 T8管导通; 此时可以对该单元进行读写。 图5.2 六管静态RAM存储电路
2.SRAM的组成
4K*1b
图5.3 静态RAM结构组成原理图
A0 CE 5 256×4 I/O A7 I/O
数 据 线
用256×4位的芯片组成1KB RAM的方框图
(4)静态随机存取存储器的连接举例
Intel 2114存储器芯片的结构是1K*4b
图5.11 SRAM 2114与CPU的连接
5.2.2
动态MOS存储器
(1) 写入操作
写入时,I/O与I/O加相反 的电平,(例如:写入1 时,I/O=1,I/O=0),字选择线 的高电平打开T5和T6管,写入 信息送至A、B端,将信息存 储在T1和T2管的栅极电容上。
(2) 地址处理功能
对来自地址总线的地址信号和刷新地址进行切换.
(3)仲裁功能
对读写请求和刷新请求进行仲裁
4. 动态随机存取存储器举例
行
414256的存储容量是256K*4b 图5.16 414256内部结构
5. 高集成度DRAM
DRAM的集成度越来越高,存储器的容量越来越大。 微机系统内存的形式: 通常把若干个高集成度DRAM芯片焊接在一小块电路板上,形成一个内 存条,用户只需把内存条插到系统板上提供的内存条插座即可使用。
(1)读出过程
3.SRAM的读/写过程
①A0~A11 加到RAM芯 片的地址输 入端
4K*2b
②发读控制 信号(R/W=1) 和片选信号.
计算机组成原理4第四章存储器PPT课件精选全文

4.2
11
4.2
请问: 主机存储容量为4GB,按字节寻址,其地址线 位数应为多少位?数据线位数多少位? 按字寻址(16位为一个字),则地址线和数据线 各是多少根呢?
12
数据在主存中的存放
设存储字长为64位(8个字节),即一个存 取周期最多能够从主存读或写64位数据。
读写的数据有4种不同长度:
字节 半字 单字 双字
34
3. 动态 RAM 和静态 RAM 的比较
主存
DRAM
SRAM
存储原理
电容
触发器
集成度
高
低
芯片引脚
少
多
功耗
小
大
价格
低
高
速度
慢
快
刷新
有
无
4.2
缓存
35
内容回顾: 半导体存储芯片的基本结构 4.2
…… ……
地
译
存
读
数
址
码
储
写
据
线
驱
矩
电
线
动
阵
路
片选线
读/写控制线
地址线(单向) 数据线(双向) 芯片容量
D0
…… D 7
22
(2) 重合法(1K*1位重合法存储器芯片)
0 A4
0,00
…
0,31
0 A3
X 地
X0
32×32
… …
0址
矩阵
A2
译
0码
31,0
…
31,31
A1
器 X 31
0 A0
Y0 Y 地址译码器 Y31 A 9 0A 8 0A 7 0A 6 0A 5 0
第六章 存储器ppt课件

.
27256逻辑图
A14
A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
A4
A3
A2
A1 A0
CE
OE
6.3.2 EEPROM
用加电方法,进行在线〔无需拔下, 直接在电路中〕擦写〔擦除和编程一 次完成)
有字节擦写、块擦写和整片擦写方法 并行EEPROM:多位同时进行 串行EEPROM:只有一位数据线
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
这个扩充方式简称“位扩充” .
2. 存储芯片地址线的连接
芯片的地址线通常应全部与系统 的低位地址总线相连
寻址时,这部分地址的译码是在 存储芯片内完成的,我们称为 “片内译码”
采用全译码,每个存储单元的地址都是 唯一的,不存在地址重复
译码电路可能比较复杂、连线也较多
.
全译码示例
A16 E3
A19A18A17IAO1/6MA15A1E42
A0 190 0 A113 1 1 0
A18
E1
A17
0 0 0 1A115 1 0C
A14
B
A13
A
A11328~A0 全0
地址范围 2764
28 Vcc 27 WE* 26 NC 25 A8 24 A9 23 NC 22 OE* 21 A10 20 CE* 19 I/O7 18 I/O6 17 I/O5 16 I/O4 15 I/O3
.
EEPROM芯片2864A
NC 1
A12 2
存储容量为8K×8
第十讲存储器概述随机读写

小结:一般存储容量的表示可以为:*B;若 表示成x × ybit;则可以看出编址方式。
第十讲存储器概述随机读写
32
4 主存储器的技术指标
存取时间Ta:启动到完成一次存储器操 作所经历的时间。单位:ns
存储周期Tm:连续启动两次操作所需间 隔的最小时间。单位:ns
启动时间
存取完
下次存取时间
存取时间
容量
Tape
Optical Disk
第十讲存储器概述随机读写
10
3 主存储器概述
存储器
主存储器
静 态 RAM
随 机 存 储 器 RAM 动 态 RAM
raR R A A M M ROM
只 读 存 储 器 ROM PROM EPRO M
快 擦 型 存 储 器 F lash M em o ry 磁盘
辅存储器 磁带 光盘
存储器概述与随机读写存储器
第3章 存储系统
第十讲存储器概述随机读写
教学内容
存储器概述 随机读写存储器
第十讲存储器概述随机读写
2
教学要求
了解存储器的概念,分类,分级。 理解存储器的各个技术指标。 掌握SAM存储器的组成。
第十讲存储器概述随机读写
3
教学重点
SAM存储器的组成
第十讲存储器概述随机读写
利用程序的局部性原理:
以最低廉的价格提供尽可能大的存储空间 以最快速的技术实现高速存储访问
Processor
Control Datapath
Second Level Cache (SRAM)
Main Memory (DRAM)
Secondary Storage (Disk)
Tertiary Storage (Disk)
第十讲存储器概述随机读写
32
4 主存储器的技术指标
存取时间Ta:启动到完成一次存储器操 作所经历的时间。单位:ns
存储周期Tm:连续启动两次操作所需间 隔的最小时间。单位:ns
启动时间
存取完
下次存取时间
存取时间
容量
Tape
Optical Disk
第十讲存储器概述随机读写
10
3 主存储器概述
存储器
主存储器
静 态 RAM
随 机 存 储 器 RAM 动 态 RAM
raR R A A M M ROM
只 读 存 储 器 ROM PROM EPRO M
快 擦 型 存 储 器 F lash M em o ry 磁盘
辅存储器 磁带 光盘
存储器概述与随机读写存储器
第3章 存储系统
第十讲存储器概述随机读写
教学内容
存储器概述 随机读写存储器
第十讲存储器概述随机读写
2
教学要求
了解存储器的概念,分类,分级。 理解存储器的各个技术指标。 掌握SAM存储器的组成。
第十讲存储器概述随机读写
3
教学重点
SAM存储器的组成
第十讲存储器概述随机读写
利用程序的局部性原理:
以最低廉的价格提供尽可能大的存储空间 以最快速的技术实现高速存储访问
Processor
Control Datapath
Second Level Cache (SRAM)
Main Memory (DRAM)
Secondary Storage (Disk)
Tertiary Storage (Disk)
《SRAM及存储器常识》PPT课件

容量
目前最大到16M BIT
单片能到 512M BIT
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精选PPT
SRAM的分类
分类
high speed SRAM
low power SRAM
速度(Ns)
10、12、15
55、70
主要供应商 应用领域 容量(BIT)
ISSI、CYPRESS、LYONTEK 通信、仪器仪表等 256K、1M、2M、4M
北京红一迅成科技有限公司
关于 SRAM 推关及相关常识
Jan 19,2007
余滋龙
1
精选PPT
关于存储器
在半导体领域,存储器可以理解为可以存储程 序或数据的集成电路。
2
精选PPT
存储器分类
按掉电后是否还保存数据或程序分为易失与非 易失存储器
易失存储器通常称为RAM(Random access memory随机存取存储器),主要包括SRAM 与DRAM。
SRAM
DRAM
结构
6个晶体管为1个存储单 元(GIGADEVICE为2 晶体管,但STANDBY 电流大),
1个晶体管为1个存储单元, 但需要刷新。
工作状态下 10Ma-30mA
功 耗
Standby(待机) 1uA-20uA
100mA以上 10mA以上
存取速度
快的一般为10、12、15nS 快,一般小于10nS 左右,慢的一般为55nS 或70nS
5
精选PPT
关于DRAM
DRAM是Dynamic random access memory 的 缩写,称为动态随机存取存储器
主要运用在对功耗要求不太高、系统缓存要求 容量比较大速度要求比较快的系统。
广泛应用于各种电子系统,如PC、通信、 DVB、DVD、LCD TV、监控等。
随机存储器RAM.ppt

FALSH MEMORY
《数字电子技术》
专题研究
示例3 —— 内存条:
DRAM
《数字电子技术》
专题研究
示例4 —— BIOS:
EPROM
《数字电子技术》
专题研究
示例5 —— CMOS:
SRAM
《数字电子技术》
专题研究
其它示例—— ???
非半导体存储器
《数字电子技术》
专题研究
计算机系统中存储器示例及对比小结
判断依据
读/写操作灵活性及速度、 掉电数据不易失
读/写操作灵活性及速度、 掉电数据不易失
读/写操作灵活性及速度、 掉电数据不易失 掉电数据易失 掉电数据易失 掉电数据易失
依据磁粒子的极性读/写
用激光束读/写
《数字电子技术》
7.3 随机存储器(RAM)
(2)RAM的通常结构:
A1 A2阵
器
Am
2 m -1
存/存 存存
存存存存存
RAM的通常结构
《数字电子技术》
7.3 随机存储器(RAM)
(3)RAM的分类:
◆ SRAM:(Static RAM) 主要利用静态触发器的自保功能存储特性 * 双极型RAM存储单元:TTL、ECL、IIL * 六管静态MOS RAM单元
◆ DRAM:(Dynamic RAM) 主要利用MOS管栅极电容的存储电荷的原理 * 四管动态、三管动态(早期) 外围控制电路简单、读出信号大,但不利于集成; * 单管动态存储单元
《数字电子技术》
专题研究
半导体存储器典型示例及分析
示例1 —— 移动U盘:
EPROM
《数字电子技术》
专题研究
示例2 —— 闪存卡:
计算机组成原理32随机读写存储器课件

计算机组成原理32随机读写存储器 课件
计算机组成原理32随机读写存储器 课件
❖3.2.4高性能的主存储器
➢1.EDRAM芯片 ➢2.EDRAM内存条 ➢3.主存物理地址的存储空间分布
计算机组成原理32随机读写存储器 课件
➢1. EDRAM芯片
EDRAM芯片又称增强型DRAM芯片,它在 DRAM 芯片上集成了一个SRAM实现的小容量 高速缓冲存储器,从而使DRAM芯片的性能得 到显著改进。
➢2.单管动态存储元
单管动态存储元电路由一个管子T1和一个电容C 构成。
写入:字选择线为“1”,T1管导通,写入信息 由位线(数据线)存入电容C中;
• 读出:字选择线为“1”,存储在电容C上的电 荷,通过T1输出到数据线上,通过读出放大器即 可得到存储信息计算。机组成原理32随机读写存储器
课件
✓单管存储元电路和四管存储元电路对比
计算机组成原理32随机读写存储器 课件
5.存储器的读、写周期
在与CPU连接时,CPU的控制信号与存储器的读、 写周期之间的配合问题是非常重要的。
读周期: 读周期与读出时间是两个不同的概念。 读出时间是从给出有效地址到外部数据总线上稳 定地出现所读出的数据信息所经历的时间。读周 期时间则是存储片进行两次连续读操作时所必须 间隔的时间,它总是大于或等于读出时间。
计算机组成原理32随机读写存储器 课件
2.SRAM存储器的组成
SRAM存储器的组成框图
存储体:存储单元的集合,通常用X选择线(行线) 和Y选择线(列线)的交叉来选择所需要的单元。
地址译码器:将用二进制代码表示的地址转换成 输出端的高电位,用来驱动相应的读写电路,以 便选择所要访问的存储单元。地址译码有两种方 式,单译码方式和双译码方式。
计算机组成原理32随机读写存储器 课件
❖3.2.4高性能的主存储器
➢1.EDRAM芯片 ➢2.EDRAM内存条 ➢3.主存物理地址的存储空间分布
计算机组成原理32随机读写存储器 课件
➢1. EDRAM芯片
EDRAM芯片又称增强型DRAM芯片,它在 DRAM 芯片上集成了一个SRAM实现的小容量 高速缓冲存储器,从而使DRAM芯片的性能得 到显著改进。
➢2.单管动态存储元
单管动态存储元电路由一个管子T1和一个电容C 构成。
写入:字选择线为“1”,T1管导通,写入信息 由位线(数据线)存入电容C中;
• 读出:字选择线为“1”,存储在电容C上的电 荷,通过T1输出到数据线上,通过读出放大器即 可得到存储信息计算。机组成原理32随机读写存储器
课件
✓单管存储元电路和四管存储元电路对比
计算机组成原理32随机读写存储器 课件
5.存储器的读、写周期
在与CPU连接时,CPU的控制信号与存储器的读、 写周期之间的配合问题是非常重要的。
读周期: 读周期与读出时间是两个不同的概念。 读出时间是从给出有效地址到外部数据总线上稳 定地出现所读出的数据信息所经历的时间。读周 期时间则是存储片进行两次连续读操作时所必须 间隔的时间,它总是大于或等于读出时间。
计算机组成原理32随机读写存储器 课件
2.SRAM存储器的组成
SRAM存储器的组成框图
存储体:存储单元的集合,通常用X选择线(行线) 和Y选择线(列线)的交叉来选择所需要的单元。
地址译码器:将用二进制代码表示的地址转换成 输出端的高电位,用来驱动相应的读写电路,以 便选择所要访问的存储单元。地址译码有两种方 式,单译码方式和双译码方式。
3.2随机读写存储器PPT课件
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• SRAM中,用一个锁存器(触发器)作为存储元。
• 只要直流供电电源一直加在这个记忆电路上,它就 无限期地保持记忆的1状态或0状态。如果电源断电, 那么存储的数据(1或0)就会丢失。
2、三组信号线
• 地址线 数据线 控制线
图 3.2 基本的静态存储元阵列
二、基本的SRAM逻辑结构
• SRAM芯大多采用双译码方式,以便组织更大的存储容量。 • 地址译码器
例如刷新周期为8ms的内存来说,所有行的集中式刷新必须每 隔8ms进行一次。为此将8ms时间分为两部分:前一段时间进 行正常的读/写操作,后一段时间(8ms至正常读/写周期时间) 做为集中刷新操作时间。
分散式刷新:把一个存储系统周期tc分为两半,周期前 半段时间tm用来读/写操作或维持信息,周期后半段时 间tr作为刷新操作时间。这样,每经过128个系统周期时 间,整个存储器便全部刷新一遍。
1. 为了控制方便,一般取tRC=tWC,通常称为存取周期。
【例3.1】图3.5(a)是SRAM的写入时序图。其中R/W是读 /写命令控制线,当R/W线为低电平时,存储器按给定地 址把数据线上的数据写入存储器。请指出图3.5(a)写入 时序中的错误,并画出正确的写入时序图。
【解】: 写入存储器的时序信号必须同步。通常,当 R/W线加负脉冲时,地址线和数据线的电平必须是稳定 的。当R/W线达到低电平时,数据立即被存储。因此, 当R/W线处于低电平时,如果数据线改变了数值,那么 存储器将存储新的数据⑤。同样,当R/W线处于低电平 时地址线如果发生了变化,那么同样数据将存储到新的 地址②或③。
制的1和0。
V
位/读出线
位/读出线
A
C
BS0 读/写”0”
A T3
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• 图3.7(b)是该芯片的逻辑结构图。与SRAM不同的是:
(1)增加了行地址锁存器和列地址锁存器。由于DRAM存储器 容量很大,地址线宽度相应要增加,这势必增加芯片地址线 的管脚数目。为避免这种情况,采取的办法是分时传送地址 码。若地址总线宽度为10位,先传送地址码A0~A9,由行选 通信号RAS打入到行地址锁存器;然后传送地址码A10~A19 ,由列选通信号CRS打入到列地址锁存器。芯片内部两部分 合起来,地址线宽度达20位,存储容量为1M×4位。
1. 为了控制方便,一般取tRC=tWC,通常称为存取周期。
2020/12/10
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【例3.1】图3.5(a)是SRAM的写入时序图。其中R/W是读 /写命令控制线,当R/W线为低电平时,存储器按给定地 址把数据线上的数据写入存储器。请指出图3.5(a)写入 时序中的错误,并画出正确的写入时序图。
【解】: 写入存储器的时序信号必须同步。通常,当 R/W线加负脉冲时,地址线和数据线的电平必须是稳定 的。当R/W线达到低电平时,数据立即被存储。因此, 当R/W线处于低电平时,如果数据线改变了数值,那么 存储器将存储新的数据⑤。同样,当R/W线处于低电平 时地址线如果发生了变化,那么同样数据将存储到新的 地址②或③。
制的1和0。
V
位/读出线
位/读出线
A
C
BS0 读/写”0”
A T3
T5
T4
B
T6
BS1 读/写”1”
B
半导体场效应管示意图
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T1
T2
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图6.3 6管MOS存储电路
二、DRAM芯片的逻辑结构
• 图3.7(a)示出1M×4位DRAM芯片的管脚图,其中有两个电源 脚、两个地线脚,为了对称,还有一个空脚(NC)。
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1、SRAM存储器
一、基本的静态存储元阵列
1.基本存储元
• SRAM中,用一个锁存器(触发器)作为存储元。
• 只要直流供电电源一直加在这个记忆电路上,它就 无限期地保持记忆的1状态或0状态。如果电源断电, 那么存储的数据(1或0)就会丢失。
2、三组信号线
• 地址线 数据线 控制线
图 3.2 基本的静态存储元阵列
正确的写入时序图见图3.5(b)。
Байду номын сангаас
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2、DRAM存储器
一、DRAM存储位元的记忆原理
基本存储元
基本存储元是组成存储器的基础和核心,它用来存储一 位二进制信息0或1。
它是由两个MOS反相器交叉耦合而成的触发器,一个存
储元存储一位二进制代码.这种电路有两个稳定的状态,并且
A,B两点的电位总是互为相反的,因此它能字表线 示一位二进
之后/CS、/OE信号恢复高电平,tRC以后才允许地址总线 发生改变。tRC时间称为读周期时间。
2. 在写周期中,也是地址线先有效,接着片选信号/CS有效, 写命令/WE有效(低电平)。
此时数据总线I/O上必须置写入数据,在tWD时间段将数据 写入存储器。之后撤消写命令/WE和/CS。
为了写入可靠,I/O线的写入数据要有维持时间thD,/CS 的维持时间也比读周期长。tWC时间称为写周期时间。
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刷新周期:DRAM存储位元是基于电容器上的电荷量存 储,这个电荷量随着时间和温度而减少,因此必须
刷新操作有两种刷新方式: 1. 集中式刷新:DRAM的所有行在每一个刷新周期中都
被刷新。 2. 分散式刷新:每一行的刷新插入到正常的读/写周期
之中。
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集中式刷新:在整个刷新间隔内,前一段时间重复进 行读/写周期或维持周期,等到需要进行刷新操作时, 便暂停读/写或维持周期,而逐行刷新整个存储器,它 适用于高速存储器。
例如刷新周期为8ms的内存来说,所有行的集中式刷新必须每
隔8ms进行一次。为此将8ms时间分为两部分:前一段时间进
行正常的读/写操作,后一段时间(8ms至正常读/写周期时间)
做2为020集/12/1中0 刷新操作时间。
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分散式刷新:把一个存储系统周期tc分为两半,周期前 半段时间tm用来读/写操作或维持信息,周期后半段时 间tr作为刷新操作时间。这样,每经过128个系统周期时 间,整个存储器便全部刷新一遍。
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二、基本的SRAM逻辑结构
• SRAM芯大多采用双译码方式,以便组织更大的存储容量。
• 地址译码器
二级译码: 将地址分成x向、y向两部分,第一级进行x向( 行译码)和y向(列译码)的独立译码,然后在存储阵列中完成 第二级的交叉译码。
• 读与写的互锁逻辑
控制信号中/CS是片选信号,/CS有效时(低电平),门G1 、G2均被打开。/OE为读出使能信号,/OE有效时(低电平) ,门G2开启,当写命令/WE=1时(高电平),门G1关闭,存 储器进行读操作。写操作时,/WE=0,门G1开启,门G2关闭 。注意,门G1和G2是互锁的,一个开启时另一个必定关闭, 这样保证了读时不写,写时不读。
半导体存储器——RAM
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• 目前广泛使用的内部存储器是半导体存储器,根据 存储信息的原理不同,可将半导体存储器分为:
静态MOS存储器(SRAM) 动态MOS存储器(DRAM)
• 半导体存储器的优缺点
优点:存储速度快,存储体积小,可靠性高 缺点:断电时,读写存储器不能保存信息
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图3.3 32K×8位的SRAM逻辑结构图
存储阵列为三维结构,即256行×128列×8位
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三、存储器的读写周期
1. 在读周期中,地址线先有效,以便进行地址译码,选中存储 单元。为了读出数据,片选信号/CS和读出使能信号/OE也必 须有效(由高电平变为低电平)。
从地址有效开始经tAQ(读出)时间,数据总线I/O上出现了 有效的读出数据。
(2)增加了刷新计数器和相应的控制电路。DRAM读出后必须
刷新,而未读写的存储元也要定期刷新,而且要按行刷新,
所以刷新计数器的长度等于行地址锁存器。刷新操作与读/
写操作是交替进行的,所以通过2选1多路开关来提供刷新行
地址或正常读/写的行地址。
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三、读/写周期
读周期、写周期的定义是从行选通信号RAS下 降沿开始,到下一个RAS信号的下降沿为止的时间, 也就是连续两个读周期的时间间隔。通常为控制方 便,读周期和写周期时间相等。