唐僧大官人的考研笔记——计算机组成原理(day07)第四章 存储器
4.2.2 半导体存储芯片简介
- 半导体存储芯片的基本结构
半导体存储芯片采用超大规模集成电路制造工艺,在一个芯片内集成具有记忆功能的存储矩阵、译码驱动电路和读写电路。
译码驱动能把地址总线送来的地址信号翻译成对应存储单元的选择信号,该信号在读写电路的配合下完成对被选中单元的读写操作。
读写电路包括读出放大器和写入电路,用来完成读写操作。
存储芯片通过地址总线、数据总线和控制总线与外部连接。
地址线单向输入,数据线双向,控制线有读写控制线和片选线两种。 - 半导体存储芯片的译码驱动方式
两种译码驱动方式:线选法和重合法
字节线选法:特点是用一根字选择线,直接选中一个存储单元的各位。这种方式结构简单,但只适于容量不大的存储芯片。
重合法:类似于X-Y坐标系,用坐标选。
4.2.3 随机存取存储器
上边百度过一堆东西,没想到这里这么详细
- 静态RAM
(1)静态RAM基本单元电路
存储器中用于寄存0,1代码的电路称为存储器的基本单元电路。
SRAM是用触发器工作原理存储信息,因此即使信息读出后,它仍保持其原状态,不需要再生。断电后,原存信息丢失。属于易失性半导体存储器。
(2)静态RAM芯片举例
Intel2114芯片 blablabla
(3)静态RAM读写时序
有兴趣自己看吧 - 动态RAM DRAM
(1)动态RAM的基本单元电路
常见的动态RAM的基本单元电路由三管式和单管式两种。都靠电容存储电荷的原理来寄存信息。电容上的电荷一般只能维持1-2ms,即使电源不掉电,信息也会自动消失。必须2ms以内对其所有存储单元回复一次原状态,这个过程称为再生或刷新。它与SRAM比起来,集成度高,功耗更低,被广泛使用。
(2)动态RAM举例
(3)动态RAM时序
(4)动态RAM的刷新
刷新过程实质上是先将原存信息读出,在由刷新放大器形成原信息并重新写入的再生过程。
集中刷新:在规定的一个刷新周期内,对全部存储单元集中一段时间逐行进行刷新,此刻必须停止读写操作。不能进行读写操作的时间称为“死时间”,访存死区。
分散刷新:分散刷新是指对每行存储单元的刷新分散到每个存取周期内完成。把机器的存取周期分成两段,前半段用来读写或维持信息,后半段用来刷新。不存在停止读写操作的死时间,但存取周期长了,整个系统速度降低。
异步刷新:异步刷新是前两种方式的组合,即可缩短死时间,又充分利用最大刷新间隔为2ms的特点。2ms平均到每一行。 - 动态RAM与静态RAM的比较
动态RAM比静态RAM应用更广泛。
(1)在同样大小的芯片中,动态RAM的集成度远高于静态RAM。
(2)动态RAM行列地址按先后顺序输送,减少了芯片引脚,封装尺寸也减少。
(3)动态RAM的功耗比静态RAM少。
(4)动态RAM的价格比静态RAM的价格便宜。
缺点:
(1)动态RAM的速度比静态RAM低
(2)动态RAM需要再生,需要配置再生电路,消耗部分功率。通常,容量不大的高速缓冲器大多用静态RAM实现。
4.2.4 只读存储器(ROM)
ROM中,一旦注入原始信息即不能改变,但随着用户的需要,希望能任意修改ROM内的原始信息。这便出现了PROM,EPROM,EEPROM等。
对半导体ROM而言,基本器件两种:MOS型和TTL型。
- 掩模ROM
制成后用户无法改变原始状态。 - PROM
PROM是可以实现一次性编程的只读存储器。只能实现一次编程,不得再修改。 - EPROM
EPROM是一种可擦出可编程的只读存储器。它可以由用户对其所存信息作任意次的改写。
EPROM的改写两种方法:一是紫外线照射,但擦除时间较长,而且不能对个别需要改写的单元进行单独擦除或重写。另一种方法是电气方法将存储内容擦除,再重写。 - EEPROM
联机条件下,用字擦除方式或页擦除方式,既可局部擦写,又可全部擦写,这种EPROM称为EEPROM。
闪存存储器(flash memory)快擦型存储器,它是在EPROM和EEPROM工艺基础上产生的一种新型的、具有性能价格比更好、可靠性更高的可擦写非易失性存储器。它既有EPROM的价格便宜、集成度高的特点,又有EEPROM的电可擦除重写的特性。
4.2.5 存储器与CPU的连接
- 存储容量的扩展
由于单片存储芯片的容量总是有限的,必须将若干存储芯片连在一起才能组成足够容量的存储器,称为存储容量的扩展,通常有位扩展和字扩展。
今天感觉看了好多没啥用的内容。。。不知道MOS管结构这些玩意会不会考。