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qs微机原理第06章.pdf

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第六章半导体存储器 BUPT 重点： „半导体存储器的分类，各自的优缺点 „存储器芯片的容量、管脚 „与CPU的连接，构造存储系统 难点： „与CPU的连接，构造存储系统 4学时 6.1概述 BUPT 一、存储器分类 1、按存取速度和在计算机系统中的地位分类 ⑴主存储器：速度较快，容量较小，价格较高，用于存储 计算机运行所需要的程序和数据，可与CPU直接交换 信息，习惯上称为主存，又称内存。 ⑵辅存储器：速度较慢，容量较大，价格较低，用于存放 计算机当前暂时不用的程序、数据或需要永久保持的信 息。辅存又称外存或海量存储器。 2、按存储介质和作用机理分类 ⑴磁存储器，主要有磁芯、磁带、磁盘、磁泡和磁鼓。 ⑵光存储器，只读式CD-ROM、可擦写光盘。 ⑶半导体存储器，当前计算机系统的主存主要用半导体存 储器。 6.1概述 BUPT 3、按存取方式分类 ⑴微机内部 ①随机存取存储器RAM，特点是存储器中的信息可读可 写，半导体RAM断电后信息会全部丢失（易失性）。 ②只读存储器ROM，特点是存储器中信息只能读出，不能 写入，关机后信息不会丢失（非易失性）。 ⑵微机外部 ①直接存取存储器DAM，如磁盘、光盘等，可直接对存储 器中任何单元进行访问，存取时间与存储单元的物理位 置无关。 ②顺序存取存储器SAM，如磁带。对存储单元的访问是按 顺序进行的，与存储单元的物理位置有关。 6.1概述 BUPT 二、半导体存储器的特点 ⑴速度快，存取时间可到ns级； ⑵集成度高，不仅存储单元所占的空间小，而且译码电路 和缓冲寄存器、读出写入电路等都制作在同一芯片中。 目前已达到单片1024Mb（相当于128M字节）。 ⑶非破坏性读出，即信息读出后存储单元中的信息还在， 特别是静态RAM，读出后不需要再生。 ⑷信息的易失性（对RAM），即断电后信息丢失。 ⑸信息的挥发性（对DRAM），即存储的信息过一定 时间要丢失，所以要周期地再生（刷新）。 ⑹功耗低，特别是CMOS存储器。 ⑺体积小，价格在不断地下降 6.1概述 BUPT 三、半导体存储器的分类 Flash 6.1概述 BUPT 半导体存储器主要分为两大类:随机存取存储器RAM和只读存储器ROM。 ƒRAM分为静态RAM（SRAM）和动态RAM（DRAM）两种。 目前计算机内的主存储器都是DRAM，它的集成度高、功耗很 低，缺点是需要再生(刷新）。SRAM是非挥发的，所以不需 要再生，但集成度比DRAM要低，计算机中的高速缓冲存储器 大多用SRAM.现在有一些新的RAM，如组合RAM（IRAM）， 将刷新电路与DRAM集成在一起；非易失RAM（NVRAM）， 实际上是由SRAM和EEPROM共同构成。正常情况下，它和 一般SRAM一样，而在系统掉电瞬间它把SRAM中的信息保存 在EEPROM中，从而使信息不丢失。 ƒ只读存储器ROM的特点是用户在使用时只能读出其中的信息， 不能修改和写入信息。 ƒ近几年出现了一中新的存储器叫Flash存储器（闪烁存储器）， 这是一种电可擦除的非易失性只读存储器。 6.1概述 BUPT 四、半导体存储器的组成 半导体存储器一般由存储体、地址选择电路、输入输出电路 和控制电路组成。 BUPT1、存储体 存储体是存储1和0信息的电路实体，它由许多个存储单元组 成，每个存储单元一般由若干位(8位)组成，每一位需要一个 存储元件，每个存储单元有一个编号，称为地址。存储器的 地址用一组二进制数表示，其地址线的根数n与存储单元的数 量N之间的关系为：2n=N 2、地址选择电路 地址选择电路包括地址译码器和地址码寄存器。地址译码器 用来对地址译码。设其输入端的地址线有n根，输出线数为N， 则它分别对应2n个不同的地址码，作为对地址单元的选择线。 这些输出的选择线又叫做字线。地址译码的方式有两种： ⑴单译码方式 它的全部地址码只用一个电路译码，译码输出的字选择线直 接选中对应的存储单元，如上图所示。这一方式需要的选择 线数较多，只适用于容量较小的存储器。 ⑵双译码方式（或称矩阵译码） 双译码方式如下图所示。它将地址码分为X与Y两部分，用 BUPT两个译码电路分别译码。X向译码称为行译码，其输出线称 为行选择线，它选中存储矩阵中一行的所有存储单元。Y向 译码又称为列译码，其输出线称为列选择线，它选中一列的 所有单元。只有X向和Y向的选择线同时选中的那一位存储单 元，才能进行读写操作。由图可见，具有1024个基本单元 的存储体排列成32×32的矩阵，它的X向和Y向译码器各有 32根译码输出线，共64根。若采用单译码方式，则要1024 根译码输出线。因此，双译码方式所需要的选择线数目较少， 也简化了存储器的结构，故它适用于大容量的存储器。 3、读写控制电路