计算机组成原理第三章 存储器.ppt

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1、第三章第三章 内部存储器内部存储器 存存存存储储储储器器器器是是是是信信信信息息息息存存存存放放放放的的的的载载载载体体体体，是是是是计计计计算算算算机机机机系系系系统统统统的的的的重重重重要要要要组组组组成成成成部部部部分分分分。有有有有了了了了它它它它，计计计计算算算算机机机机才才才才能能能能有有有有记记记记忆忆忆忆功功功功能能能能，才才才才能能能能把把把把要要要要计计计计算算算算和和和和处处处处理理理理的的的的数数数数据据据据以以以以及及及及程程程程序序序序存存存存入入入入计计计计算算算算机机机机，使使使使计计计计算算算算机机机机能能能能脱脱脱脱离离离离人人人人的的的的直直直直接接接接干

2、干干干预预预预，自自自自动地工作。动地工作。动地工作。动地工作。教学内容教学内容教学内容教学内容半导体存储器半导体存储器(主存主存)高速缓冲存储器高速缓冲存储器(CACHE)辅助存储器辅助存储器(辅存辅存)几种新型存储器几种新型存储器3.1 存储器概述存储器概述 存存存存储储储储器器器器是是是是计计计计算算算算机机机机存存存存储储储储信信信信息息息息的的的的地地地地方方方方。程程程程序序序序运运运运行行行行所所所所需需需需要要要要的的的的数数数数据据据据、程程程程序序序序执执执执行行行行的的的的结结结结果果果果以以以以及及及及程程程程序序序序本本本本身均保存在存储器中。身均保存在存储器中。身均

3、保存在存储器中。身均保存在存储器中。存存存存储储储储器器器器是是是是由由由由许许许许多多多多存存存存储储储储单单单单元元元元组组组组成成成成的的的的，每每每每一一一一个个个个单单单单元元元元有有有有一一一一个个个个编编编编号号号号，这这这这个个个个编编编编号号号号称称称称为为为为存存存存储储储储单单单单元元元元的的的的地地地地址址址址，一一一一般般般般用用用用二二二二进进进进制制制制或或或或十十十十六六六六进进进进制制制制数数数数表表表表示示示示，每每每每一一一一个个个个存存存存储储储储单单单单元元元元的的的的地地地地址址址址是是是是唯唯唯唯一一一一的的的的。其其其其逻逻逻逻辑辑辑辑结结结结构

4、构构构图图图图如如如如下下下下图所示图所示图所示图所示 地地 址址 译译 码码 器器地址地址 内容内容00 01 02 03 04 FF00单元单元01单元单元02单元单元03单元单元FF单元单元11010011101000100010011010011101 :11100001ABDB控制控制CB存储系统的分类存储系统的分类存储系统的分类存储系统的分类按按按按存储介质存储介质存储介质存储介质分：分：分：分：l l磁表面存储器：磁性材料做成的，如磁带、磁盘。磁表面存储器：磁性材料做成的，如磁带、磁盘。磁表面存储器：磁性材料做成的，如磁带、磁盘。磁表面存储器：磁性材料做成的，如磁带、磁盘。l l

5、光光光光盘盘盘盘存存存存储储储储器器器器：用用用用光光光光敏敏敏敏或或或或磁磁磁磁光光光光介介介介质质质质材材材材料料料料制制制制成成成成，记记记记录录录录密密密密度度度度大大大大，容容容容量量量量大，信息保存寿命长。大，信息保存寿命长。大，信息保存寿命长。大，信息保存寿命长。l l半导体存储器：用半导体器件组成，速度快。半导体存储器：用半导体器件组成，速度快。半导体存储器：用半导体器件组成，速度快。半导体存储器：用半导体器件组成，速度快。按按按按存取方式存取方式存取方式存取方式分分分分:l l随随随随机机机机存存存存取取取取存存存存储储储储器器器器：存存存存储储储储器器器器中中中中的的的的任

6、任任任何何何何存存存存储储储储单单单单元元元元的的的的内内内内容容容容后后后后能能能能被被被被随随随随机机机机存取，且存取时间和存取单元的物理位置无关。存取，且存取时间和存取单元的物理位置无关。存取，且存取时间和存取单元的物理位置无关。存取，且存取时间和存取单元的物理位置无关。l l顺顺顺顺序序序序存存存存储储储储器器器器：存存存存储储储储器器器器只只只只能能能能按按按按某某某某种种种种顺顺顺顺序序序序来来来来存存存存取取取取，存存存存取取取取时时时时间间间间和和和和存存存存储储储储单元的物理位置有关。如磁带存储器。单元的物理位置有关。如磁带存储器。单元的物理位置有关。如磁带存储器。单元的物理

7、位置有关。如磁带存储器。存储系统的分类存储系统的分类存储系统的分类存储系统的分类按按按按读写功能读写功能读写功能读写功能分分分分:l l随机读写存储器（随机读写存储器（随机读写存储器（随机读写存储器（RAMRAM）：既可以读也可以写的半导体存储器。：既可以读也可以写的半导体存储器。：既可以读也可以写的半导体存储器。：既可以读也可以写的半导体存储器。l l只读存储器（只读存储器（只读存储器（只读存储器（ROMROM）:只能读不能写。只能读不能写。只能读不能写。只能读不能写。按信息的按信息的按信息的按信息的可保存性可保存性可保存性可保存性分分分分:l l永久记忆的存储器：断电后仍能保存信息。如磁性

8、材料存储器等。永久记忆的存储器：断电后仍能保存信息。如磁性材料存储器等。永久记忆的存储器：断电后仍能保存信息。如磁性材料存储器等。永久记忆的存储器：断电后仍能保存信息。如磁性材料存储器等。l l非永久记忆的存储器：断电后信息就消失。如半导体读写存储器。非永久记忆的存储器：断电后信息就消失。如半导体读写存储器。非永久记忆的存储器：断电后信息就消失。如半导体读写存储器。非永久记忆的存储器：断电后信息就消失。如半导体读写存储器。按在计算机系统中的按在计算机系统中的按在计算机系统中的按在计算机系统中的作用作用作用作用分分分分:主存储器、辅助存储器、高速缓冲存储器、控制存储器等。主存储器、辅助存储器、高

9、速缓冲存储器、控制存储器等。主存储器、辅助存储器、高速缓冲存储器、控制存储器等。主存储器、辅助存储器、高速缓冲存储器、控制存储器等。P66P66表表表表3.13.1存储系统的分级结构存储系统的分级结构存储系统的分级结构存储系统的分级结构 计计计计算算算算机机机机系系系系统统统统对对对对存存存存储储储储器器器器的的的的要要要要求求求求是是是是容容容容量量量量大大大大、速速速速度度度度快快快快、成成成成本本本本低低低低，但但但但要要要要兼兼兼兼顾顾顾顾三三三三方方方方面面面面是是是是困困困困难难难难的的的的。为为为为解解解解决决决决这这这这一一一一矛矛矛矛盾盾盾盾，目目目目前前前前在在在在计计计计

10、算算算算机机机机系系系系统统统统中中中中，通通通通常常常常采采采采用用用用高高高高速速速速缓缓缓缓存存存存、主主主主存存存存和和和和辅辅辅辅存存存存三三三三级级级级存存存存储储储储结结结结构构构构。如如如如教教教教材材材材P66P66图图图图3.13.1所示。所示。所示。所示。磁 带 光 盘 磁 盘 磁磁 盘盘 cache 主 存 cache CPU 寄存器高高高高速速速速缓缓缓缓存存存存：简简简简称称称称cachecache，由由由由高高高高速速速速小小小小容容容容量量量量的的的的双双双双极极极极型型型型半半半半导导导导体体体体存存存存储储储储器器器器组组组组成成成成，和和和和主主主主存存存

11、存比比比比其其其其存存存存取取取取速速速速度度度度快快快快、容容容容量量量量小小小小，主主主主要要要要用用用用来来来来高高高高速存取指令和数据。速存取指令和数据。速存取指令和数据。速存取指令和数据。主主主主存存存存：计计计计算算算算机机机机的的的的主主主主要要要要存存存存储储储储器器器器，用用用用来来来来存存存存放放放放计计计计算算算算机机机机运运运运行行行行期期期期间间间间的的的的大大大大量量量量程程程程序序序序和和和和数数数数据据据据。它它它它能能能能和和和和cachecache交交交交换换换换数数数数据据据据和和和和指指指指令令令令，一一一一般般般般由由由由MOSMOS型半导体存储器组成

12、。型半导体存储器组成。型半导体存储器组成。型半导体存储器组成。辅辅辅辅存存存存：又又又又称称称称外外外外存存存存。它它它它是是是是大大大大容容容容量量量量存存存存储储储储器器器器，其其其其特特特特点点点点是是是是位位位位成成成成本本本本低低低低，通常用来存储系统程序和大型数据文件及数据库。通常用来存储系统程序和大型数据文件及数据库。通常用来存储系统程序和大型数据文件及数据库。通常用来存储系统程序和大型数据文件及数据库。存储系统的分级结构存储系统的分级结构存储系统的分级结构存储系统的分级结构 能能能能被被被被CPUCPU直直直直接接接接访访访访问问问问的的的的高高高高速速速速缓缓缓缓冲冲冲冲存存

13、存存储储储储器器器器和和和和主主主主存存存存储储储储器器器器统统统统称称称称为为为为内内内内存存存存储储储储器器器器。微微微微机机机机接接接接口口口口是是是是指指指指微微微微机机机机系系系系统统统统中中中中各各各各部部部部件件件件之之之之间间间间的的的的联联联联系系系系。是是是是以以以以CPUCPU为为为为核核核核心心心心，是是是是CPUCPU与与与与外外外外界界界界的的的的联联联联系系系系。则则则则站站站站在在在在CPUCPU的的的的角角角角度度度度，内内内内存存存存储储储储器器器器和和和和其其其其他他他他设设设设备备备备一一一一样样样样，也也也也是是是是一一一一种种种种外外外外部部部部设设

14、设设备备备备。所所所所以以以以在在在在CPUCPU与与与与内内内内存存存存储储储储器器器器之之之之间间间间同样存在接口问题。同样存在接口问题。同样存在接口问题。同样存在接口问题。内内内内存存存存储储储储器器器器与与与与CPUCPU间间间间接接接接口口口口比比比比较较较较简简简简单单单单，但但但但同同同同样样样样具具具具有有有有一一一一般般般般接接接接口口口口的的的的任任任任务务务务，即即即即完完完完成成成成三三三三大大大大总总总总线线线线的的的的连连连连接接接接，确确确确保保保保CPUCPU与与与与内内内内存存存存储储储储器器器器之之之之间间间间迅迅迅迅速速速速无无无无误误误误地进行信息交换。

15、地进行信息交换。地进行信息交换。地进行信息交换。主存主存主存主存辅存层次辅存层次辅存层次辅存层次:主主主主要要要要解解解解决决决决容容容容量量量量问问问问题题题题。大大大大容容容容量量量量的的的的信信信信息息息息存存存存放放放放在在在在辅辅辅辅存存存存中中中中，当当当当需需需需要要要要时借助辅助软硬件成批调入内存中。时借助辅助软硬件成批调入内存中。时借助辅助软硬件成批调入内存中。时借助辅助软硬件成批调入内存中。cache-cache-主存层次主存层次主存层次主存层次:主主主主要要要要解解解解决决决决速速速速度度度度问问问问题题题题。cachecache速速速速度度度度快快快快，接接接接近近近近

16、于于于于CPUCPU的的的的速速速速度度度度，但但但但容容容容量量量量较较较较小小小小。通通通通过过过过辅辅辅辅助助助助硬硬硬硬件件件件，把把把把主主主主存存存存和和和和cachecache构构构构成成成成统统统统一一一一整整整整体体体体（内存），使它具有（内存），使它具有（内存），使它具有（内存），使它具有cachecache的速度、主存的容量。的速度、主存的容量。的速度、主存的容量。的速度、主存的容量。存储系统的分级结构存储系统的分级结构存储系统的分级结构存储系统的分级结构主存的主要技术指标主存的主要技术指标主存的主要技术指标主存的主要技术指标存储容量：存储容量：存储容量：存储容量：指存储

17、器可以容纳的二进制信息量。指存储器可以容纳的二进制信息量。指存储器可以容纳的二进制信息量。指存储器可以容纳的二进制信息量。两两两两种种种种表表表表示示示示方方方方法法法法：字字字字数数数数*字字字字长长长长，例例例例 512*32512*32位位位位；或或或或字字字字节节节节数数数数，如如如如128M128MB B(Byte)(Byte)。常用到的：常用到的：常用到的：常用到的：1K=21K=21010,1M=2,1M=22020,1G=2,1G=23030,1T=2,1T=24040存存存存取取取取时时时时间间间间：又又又又称称称称存存存存储储储储器器器器访访访访问问问问时时时时间间间间，指

18、指指指启启启启动动动动一一一一次次次次存存存存储储储储器器器器操操操操作作作作到完成该操作所经历的的时间。到完成该操作所经历的的时间。到完成该操作所经历的的时间。到完成该操作所经历的的时间。存存存存储储储储周周周周期期期期：指指指指连连连连续续续续启启启启动动动动两两两两次次次次读读读读操操操操作作作作所所所所需需需需的的的的最最最最小小小小间间间间隔隔隔隔。通通通通常常常常存储周期略大于存取时间。（存储周期略大于存取时间。（存储周期略大于存取时间。（存储周期略大于存取时间。（nsns级）级）级）级）存存存存储储储储器器器器带带带带宽宽宽宽：单单单单位位位位时时时时间间间间里里里里存存存存储储

19、储储器器器器所所所所存存存存取取取取的的的的信信信信息息息息量量量量，单单单单位位位位为为为为位位位位/秒秒秒秒或或或或字字字字节节节节/秒秒秒秒。带带带带宽宽宽宽是是是是衡衡衡衡量量量量数数数数据据据据传传传传输输输输速速速速率率率率的的的的重重重重要要要要技技技技术术术术指指指指标。标。标。标。3.2 半导体存储器半导体存储器 半导体存储器的分类半导体存储器的分类半导体存储器主要技术指标半导体存储器主要技术指标各种存储元件各种存储元件存储器芯片存储器芯片存储器扩展技术存储器扩展技术一、半导体存储器概述一、半导体存储器概述除除除除采采采采用用用用磁磁磁磁、光光光光原原原原理理理理的的的的辅辅

20、辅辅存存存存外外外外，其其其其它它它它存存存存储储储储器器器器主主主主要要要要都都都都是是是是采采采采用用用用半导体存储器。半导体存储器。半导体存储器。半导体存储器。本本本本章章章章介介介介绍绍绍绍采采采采用用用用半半半半导导导导体体体体存存存存储储储储器器器器及及及及其其其其组组组组成成成成主存的方法。主存的方法。主存的方法。主存的方法。CPUCACHE主存（内存）主存（内存）辅存（外存）辅存（外存）半导体存储器芯片的结构半导体存储器芯片的结构地地址址寄寄存存器器地地址址译译码码器器存储体存储体控制电路控制电路AB数数据据寄寄存存器器读读写写电电路路DBOE WE CS 存储体存储体存储体存

21、储体存储器芯片的主要部分，用来存储信息。存储器芯片的主要部分，用来存储信息。存储器芯片的主要部分，用来存储信息。存储器芯片的主要部分，用来存储信息。地址译码电路地址译码电路地址译码电路地址译码电路根根根根据据据据输输输输入入入入的的的的地地地地址址址址编编编编码码码码来来来来选选选选中中中中芯芯芯芯片片片片内内内内某某某某个个个个特特特特定的存储单元。定的存储单元。定的存储单元。定的存储单元。片选和读写控制逻辑片选和读写控制逻辑片选和读写控制逻辑片选和读写控制逻辑选中存储芯片，控制读写操作。选中存储芯片，控制读写操作。选中存储芯片，控制读写操作。选中存储芯片，控制读写操作。存储体存储体存储体存

22、储体每每每每个个个个存存存存储储储储单单单单元元元元具具具具有有有有一一一一个个个个唯唯唯唯一一一一的的的的地地地地址址址址，可可可可存存存存储储储储1 1位位位位（位片结构）或多位（字片结构）二进制数据（位片结构）或多位（字片结构）二进制数据（位片结构）或多位（字片结构）二进制数据（位片结构）或多位（字片结构）二进制数据存储容量与地址、数据线个数有关：存储容量与地址、数据线个数有关：存储容量与地址、数据线个数有关：存储容量与地址、数据线个数有关：芯片的芯片的芯片的芯片的存储容量存储容量存储容量存储容量存储单元数存储单元数存储单元数存储单元数 存储单元的位数存储单元的位数存储单元的位数存储单元

23、的位数2 2MM N N MM：芯片的：芯片的：芯片的：芯片的地址线根数地址线根数地址线根数地址线根数 N N：芯片的：芯片的：芯片的：芯片的数据线根数数据线根数数据线根数数据线根数 译译码码器器A5A4A3A2A1A06301存储单元存储单元64个单元个单元行行译译码码A2A1A0710列译码列译码A3A4A501764个单元个单元单译码双译码地址译码电路地址译码电路地址译码电路地址译码电路单译码结构单译码结构双译码结构双译码结构双译码可简化芯片设计双译码可简化芯片设计主要采用的译码结构主要采用的译码结构片选和读写控制逻辑片选和读写控制逻辑片选和读写控制逻辑片选和读写控制逻辑片选端片选端片选

24、端片选端CS*CS*或或或或CE*CE*有效时，可以对该芯片进行读写操作。有效时，可以对该芯片进行读写操作。有效时，可以对该芯片进行读写操作。有效时，可以对该芯片进行读写操作。输出输出输出输出OE*OE*控制读操作。有效时，芯片内数据输出。控制读操作。有效时，芯片内数据输出。控制读操作。有效时，芯片内数据输出。控制读操作。有效时，芯片内数据输出。该控制端对应系统的读控制线。该控制端对应系统的读控制线。该控制端对应系统的读控制线。该控制端对应系统的读控制线。写写写写WE*WE*控制写操作。有效时，数据进入芯片中。控制写操作。有效时，数据进入芯片中。控制写操作。有效时，数据进入芯片中。控制写操作。

25、有效时，数据进入芯片中。该控制端对应系统的写控制线。该控制端对应系统的写控制线。该控制端对应系统的写控制线。该控制端对应系统的写控制线。特点：特点：体积小、速度快、耗电少、价格低体积小、速度快、耗电少、价格低。半半半半导导导导体体体体存存存存储储储储器器器器种种种种类类类类很很很很多多多多，性性性性能能能能和和和和用用用用途途途途各各各各不不不不相相相相同同同同，因因因因此此此此在在在在进进进进行行行行存存存存储储储储器器器器及及及及其其其其接接接接口口口口设设设设计计计计时时时时，必必必必须首先了解各类须首先了解各类须首先了解各类须首先了解各类存储器件存储器件存储器件存储器件的的的的性能性能

26、性能性能及及及及结构特征结构特征结构特征结构特征。二、半导体存储器的分类二、半导体存储器的分类按制造工艺按制造工艺按制造工艺按制造工艺双极型：双极型：双极型：双极型：速度快速度快速度快速度快、集成度低、功耗大、集成度低、功耗大、集成度低、功耗大、集成度低、功耗大MOSMOS型：速度慢、集成度高、型：速度慢、集成度高、型：速度慢、集成度高、型：速度慢、集成度高、功耗低功耗低功耗低功耗低按使用属性按使用属性按使用属性按使用属性随机存取存储器随机存取存储器随机存取存储器随机存取存储器RAMRAM：可读可写可读可写可读可写可读可写、断电丢失、断电丢失、断电丢失、断电丢失只读存储器只读存储器只读存储器只

27、读存储器ROMROM：正常只读、：正常只读、：正常只读、：正常只读、断电不丢失断电不丢失断电不丢失断电不丢失详细分类，请看图示详细分类，请看图示详细分类，请看图示详细分类，请看图示半导体存储器的分类图半导体存储器的分类图半导体存储器的分类图半导体存储器的分类图半导体半导体半导体半导体存储器存储器存储器存储器只读存储器只读存储器只读存储器只读存储器 （ROMROM）随机存取存储器随机存取存储器随机存取存储器随机存取存储器（RAMRAM）静态静态静态静态RAMRAM（SRAMSRAM）动态动态动态动态RAMRAM（DRAMDRAM）非易失非易失非易失非易失RAMRAM（NVRAMNVRAM）掩膜式

28、掩膜式掩膜式掩膜式ROMROM一次性可编程一次性可编程一次性可编程一次性可编程ROMROM（PROMPROM）紫外线擦除可编程紫外线擦除可编程紫外线擦除可编程紫外线擦除可编程ROMROM（EPROMEPROM）电擦除可编程电擦除可编程电擦除可编程电擦除可编程ROMROM（EEPROMEEPROM）详细展开，注意对比 半半半半导导导导体体体体存存存存储储储储器器器器从从从从使使使使用用用用功功功功能能能能上上上上来来来来分分分分，可可可可分分分分为为为为：读读读读写写写写存存存存储储储储器器器器RAMRAM（Random Random Access Access MemoryMemory）又又又

29、又称称称称为为为为随随随随机机机机存存存存取取取取存存存存储储储储器器器器；只只只只读读读读存存存存储储储储器器器器ROMROM（Read Read Only Only MemoryMemory）两两两两类类类类。RAMRAM主主主主要要要要用用用用来来来来存存存存放放放放各各各各种种种种现现现现场场场场的的的的输输输输入入入入、输输输输出出出出数数数数据据据据，中中中中间间间间计计计计算算算算结结结结果果果果，与与与与外外外外存存存存交交交交换换换换的的的的信信信信息息息息和和和和作作作作堆堆堆堆栈栈栈栈用用用用。它它它它的的的的存存存存储储储储单单单单元元元元的的的的内内内内容容容容按按按

30、按需需需需要要要要既既既既可可可可以以以以读读读读出出出出，也也也也可可可可以以以以写写写写入入入入或或或或改改改改写写写写。而而而而ROMROM的的的的信信信信息息息息在在在在使使使使用用用用时时时时是是是是不不不不能能能能改改改改变变变变的的的的，也也也也即即即即只只只只能能能能读读读读出出出出，不不不不能能能能写写写写入入入入,故故故故一一一一般般般般用用用用来来来来存存存存放放放放固固固固定定定定的的的的程程程程序序序序，如如如如微微微微机机机机的的的的管管管管理理理理、监监监监控控控控程程程程序序序序，汇汇汇汇编编编编程程程程序序序序等等等等，以以以以及及及及存存存存放放放放各各各各

31、种种种种常常常常数数数数、函数表等。函数表等。函数表等。函数表等。读写存储器读写存储器读写存储器读写存储器RAMRAM组成单元组成单元组成单元组成单元速度速度速度速度集成度集成度集成度集成度应用应用应用应用SRAMSRAM触发器触发器触发器触发器快快快快低低低低小容量系统小容量系统小容量系统小容量系统DRAMDRAM极间电容极间电容极间电容极间电容慢慢慢慢高高高高大容量系统大容量系统大容量系统大容量系统NVRAMNVRAM带微型电池带微型电池带微型电池带微型电池慢慢慢慢低低低低小容量非易失小容量非易失小容量非易失小容量非易失静态静态静态静态RAMRAMSRAMSRAM的基本存储单元是触发器电路

32、。的基本存储单元是触发器电路。的基本存储单元是触发器电路。的基本存储单元是触发器电路。每个基本存储单元存储二进制数一位。每个基本存储单元存储二进制数一位。每个基本存储单元存储二进制数一位。每个基本存储单元存储二进制数一位。许多个基本存储单元形成行列存储矩阵。许多个基本存储单元形成行列存储矩阵。许多个基本存储单元形成行列存储矩阵。许多个基本存储单元形成行列存储矩阵。SRAMSRAM一般采用一般采用一般采用一般采用“字结构字结构字结构字结构”存储矩阵：存储矩阵：存储矩阵：存储矩阵：每个存储单元存放多位（每个存储单元存放多位（每个存储单元存放多位（每个存储单元存放多位（4 4、8 8、1616等）等

33、）等）等）每个存储单元具有一个地址每个存储单元具有一个地址每个存储单元具有一个地址每个存储单元具有一个地址SRAM 2114SRAM 6264动态动态动态动态RAMRAMDRAMDRAM的基本存储单元是单个场效应管及其极间电容。的基本存储单元是单个场效应管及其极间电容。的基本存储单元是单个场效应管及其极间电容。的基本存储单元是单个场效应管及其极间电容。必须配备必须配备必须配备必须配备“读出再生放大电路读出再生放大电路读出再生放大电路读出再生放大电路”进行刷新。进行刷新。进行刷新。进行刷新。每次同时对一行的存储单元进行刷新。每次同时对一行的存储单元进行刷新。每次同时对一行的存储单元进行刷新。每次

34、同时对一行的存储单元进行刷新。每个基本存储单元存储二进制数一位。每个基本存储单元存储二进制数一位。每个基本存储单元存储二进制数一位。每个基本存储单元存储二进制数一位。许多个基本存储单元形成行列存储矩阵。许多个基本存储单元形成行列存储矩阵。许多个基本存储单元形成行列存储矩阵。许多个基本存储单元形成行列存储矩阵。DRAMDRAM一般采用一般采用一般采用一般采用“位结构位结构位结构位结构”存储体：存储体：存储体：存储体：每个存储单元存放一位每个存储单元存放一位每个存储单元存放一位每个存储单元存放一位需要需要需要需要8 8个存储芯片构成一个字节单元个存储芯片构成一个字节单元个存储芯片构成一个字节单元个

35、存储芯片构成一个字节单元每个字节存储单元具有一个地址每个字节存储单元具有一个地址每个字节存储单元具有一个地址每个字节存储单元具有一个地址只读存储器只读存储器只读存储器只读存储器ROM掩膜掩膜掩膜掩膜ROMROM：信息制作在芯片中，不可更改。信息制作在芯片中，不可更改。信息制作在芯片中，不可更改。信息制作在芯片中，不可更改。PROMPROM：允许一次编程，此后不可更改。允许一次编程，此后不可更改。允许一次编程，此后不可更改。允许一次编程，此后不可更改。EPROMEPROM：用用用用紫紫紫紫外外外外光光光光擦擦擦擦除除除除，擦擦擦擦除除除除后后后后可可可可编编编编程程程程；并并并并允允允允许许许许

36、用用用用户户户户多多多多次擦除和编程。次擦除和编程。次擦除和编程。次擦除和编程。EEPROMEEPROM（E E2 2PROMPROM）：采采采采用用用用加加加加电电电电方方方方法法法法在在在在线线线线进进进进行行行行擦擦擦擦除除除除和和和和编程，也可多次擦写。编程，也可多次擦写。编程，也可多次擦写。编程，也可多次擦写。Flash Flash MemoryMemory（闪闪闪闪存存存存）：能能能能够够够够快快快快速速速速擦擦擦擦写写写写的的的的EEPROMEEPROM，但但但但只能按块（只能按块（只能按块（只能按块（BlockBlock）擦除）擦除）擦除）擦除。EPROM顶顶顶顶部部部部开开开

37、开有有有有一一一一个个个个圆圆圆圆形形形形的的的的石石石石英英英英窗窗窗窗口口口口，用用用用于于于于紫紫紫紫外外外外线线线线透透透透过过过过擦擦擦擦除除除除原原原原有有有有信息。信息。信息。信息。一般使用专门的编程器（烧写器）编程。一般使用专门的编程器（烧写器）编程。一般使用专门的编程器（烧写器）编程。一般使用专门的编程器（烧写器）编程。编程后，应该贴上不透光封条。编程后，应该贴上不透光封条。编程后，应该贴上不透光封条。编程后，应该贴上不透光封条。出厂未编程前，每个基本存储单元都是信息出厂未编程前，每个基本存储单元都是信息出厂未编程前，每个基本存储单元都是信息出厂未编程前，每个基本存储单元都是

38、信息“1”1”。编程就是将某些单元写入信息编程就是将某些单元写入信息编程就是将某些单元写入信息编程就是将某些单元写入信息0 0。EPROM 2716EPROM 2716EPROM 2764EPROM 2764RAMRAM存储器存储器存储器存储器存储元件存储元件存储元件存储元件 六管静态存储元件六管静态存储元件六管静态存储元件六管静态存储元件 单管动态存储元件单管动态存储元件单管动态存储元件单管动态存储元件刷刷刷刷新新新新操操操操作作作作：DRAMDRAM存存存存储储储储元元元元中中中中，由由由由于于于于存存存存储储储储电电电电荷荷荷荷终终终终究究究究会会会会泄泄泄泄露露露露，时时时时间间间间长

39、长长长了了了了，就就就就会会会会丢丢丢丢失失失失信信信信息息息息，因因因因此此此此需需需需要要要要外外外外界界界界按按按按一一一一定定定定的的的的规规规规律律律律和和和和一一一一定定定定的的的的时时时时间间间间间间间间隔隔隔隔给给给给栅栅栅栅极极极极电电电电容容容容充充充充电，这就是所谓的电，这就是所谓的电，这就是所谓的电，这就是所谓的“刷新刷新刷新刷新”或或或或“再生再生再生再生”。对存储元执行一遍读操作，就能自动刷新正确的存储信息对存储元执行一遍读操作，就能自动刷新正确的存储信息对存储元执行一遍读操作，就能自动刷新正确的存储信息对存储元执行一遍读操作，就能自动刷新正确的存储信息 RAMRA

40、MRAMRAM存储器存储器存储器存储器存储器芯片存储器芯片存储器芯片存储器芯片（1 1）SRAMSRAM芯片的组成结构（芯片的组成结构（芯片的组成结构（芯片的组成结构（P68 P68 图图图图3.23.2）SRAMSRAM存存存存储储储储器器器器一一一一般般般般由由由由存存存存储储储储体体体体（存存存存储储储储矩矩矩矩阵阵阵阵）、地地地地址址址址译译译译码码码码电电电电路路路路、读写电路和控制电路等组成。读写电路和控制电路等组成。读写电路和控制电路等组成。读写电路和控制电路等组成。存存存存储储储储体体体体：存存存存储储储储元元元元的的的的集集集集合合合合，按按按按照照照照一一一一定定定定的的的

41、的规规规规则则则则排排排排列列列列成成成成矩矩矩矩阵阵阵阵的的的的形形形形式式式式。如如如如4096*14096*1位可排列成位可排列成位可排列成位可排列成6464行行行行*6464列的矩阵。列的矩阵。列的矩阵。列的矩阵。地地地地址址址址译译译译码码码码器器器器：接接接接收收收收来来来来自自自自CPUCPU的的的的地地地地址址址址信信信信号号号号，译译译译码码码码输输输输出出出出产产产产生生生生行行行行、列列列列选择信号，以选中所要访问的存储单元。选择信号，以选中所要访问的存储单元。选择信号，以选中所要访问的存储单元。选择信号，以选中所要访问的存储单元。地址译码有两种方式：地址译码有两种方式：

42、地址译码有两种方式：地址译码有两种方式：单单单单译译译译码码码码方方方方式式式式：只只只只有有有有一一一一个个个个地地地地址址址址译译译译码码码码器器器器，译译译译码码码码器器器器输输输输出出出出产产产产生生生生字字字字选选选选择择择择线。如线。如线。如线。如2 2n n 个字的容量，译码器输出个字的容量，译码器输出个字的容量，译码器输出个字的容量，译码器输出2 2n n 根信号。根信号。根信号。根信号。双双双双译译译译码码码码方方方方式式式式：有有有有行行行行地地地地址址址址译译译译码码码码器器器器和和和和列列列列地地地地址址址址译译译译码码码码器器器器。如如如如2 2n n 个个个个字字字

43、字的的的的容容容容量量量量，行行行行列列列列地地地地址址址址译译译译码码码码输输输输入入入入信信信信号号号号均均均均为为为为n/2n/2，每每每每个个个个译译译译码码码码器器器器都都都都输输输输出出出出2 2n/2n/2根根根根信信信信号号号号，二二二二者者者者交交交交叉叉叉叉可可可可选选选选中中中中2 2n n个个个个单单单单元元元元，但但但但译译译译码码码码输输输输出出出出线线线线只只只只有有有有2*22*2n/2n/2根根根根，节节节节省省省省了了了了驱驱驱驱动动动动电电电电路路路路。特特特特别别别别是是是是存存存存储储储储容容容容量量量量大大大大时，效果很明显。时，效果很明显。时，效果

44、很明显。时，效果很明显。RAMRAMRAMRAM存储器存储器存储器存储器存储器芯片存储器芯片存储器芯片存储器芯片 片片片片选选选选与与与与读读读读/写写写写控控控控制制制制电电电电路路路路：每每每每个个个个芯芯芯芯片片片片都都都都设设设设有有有有片片片片选选选选信信信信号号号号，当当当当片片片片选选选选信信信信号号号号有有有有效效效效时时时时，地地地地址址址址译译译译码码码码器器器器才才才才能能能能正正正正常常常常译译译译码码码码，芯芯芯芯片片片片才才才才能能能能进进进进行行行行输入输入输入输入/输出操作。读输出操作。读输出操作。读输出操作。读/写控制电路控制信息的流动方向。写控制电路控制信息

45、的流动方向。写控制电路控制信息的流动方向。写控制电路控制信息的流动方向。驱驱驱驱动动动动器器器器：在在在在大大大大容容容容量量量量存存存存储储储储器器器器中中中中，采采采采用用用用双双双双译译译译码码码码结结结结构构构构，其其其其每每每每一一一一根根根根译码输出信号线都需带很多负载，因此需加驱动器。译码输出信号线都需带很多负载，因此需加驱动器。译码输出信号线都需带很多负载，因此需加驱动器。译码输出信号线都需带很多负载，因此需加驱动器。I/OI/O电电电电路路路路：控控控控制制制制选选选选中中中中单单单单元元元元的的的的读读读读出出出出或或或或写写写写入入入入，并并并并具具具具有有有有放放放放大

46、大大大信信信信息息息息的的的的作用。（作用。（作用。（作用。（P68 P68 图图图图3.33.3）读写周期图读写周期图读写周期图读写周期图3.43.4 RAMRAMRAMRAM存储器存储器存储器存储器存储器芯片存储器芯片存储器芯片存储器芯片（2 2）DRAMDRAM芯片的组成结构芯片的组成结构芯片的组成结构芯片的组成结构 动动动动态态态态RAMRAM存存存存储储储储器器器器与与与与静静静静态态态态RAMRAM类类类类似似似似，也也也也包包包包含含含含存存存存储储储储矩矩矩矩阵阵阵阵、行行行行列列列列地地地地址址址址译译译译码码码码和和和和读读读读写写写写电电电电路路路路、控控控控制制制制电电

47、电电路路路路，另另另另外外外外又又又又增增增增加加加加了了了了行行行行、列列列列地地地地址址址址锁锁锁锁存存存存器器器器。这这这这是是是是由由由由于于于于DRAMDRAM集集集集成成成成度度度度高高高高，每每每每个个个个芯芯芯芯片片片片容容容容量量量量大大大大，所所所所需需需需地地地地址址址址引引引引线线线线较较较较多多多多，难难难难以以以以封封封封装装装装，因因因因此此此此采采采采用用用用分分分分时时时时复复复复用用用用技技技技术术术术，将将将将地地地地址分两次输入，可以减少一半地址引线。（址分两次输入，可以减少一半地址引线。（址分两次输入，可以减少一半地址引线。（址分两次输入，可以减少一半

48、地址引线。（P72 P72 图图图图3.73.7）128*128128*128的的的的DRAMDRAM的结构框图如下图所示。的结构框图如下图所示。的结构框图如下图所示。的结构框图如下图所示。RAMRAMRAMRAM存储器存储器存储器存储器存储器芯片存储器芯片存储器芯片存储器芯片 动态存储器组成结构框图128*128128*128的的的的DARMDARM的结构框图的结构框图的结构框图的结构框图RAMRAM存储器存储器存储器存储器DRAMDRAM的刷新及控制的刷新及控制的刷新及控制的刷新及控制(1)(1)刷刷刷刷新新新新周周周周期期期期：上上上上次次次次对对对对整整整整个个个个存存存存储储储储器器

49、器器刷刷刷刷新新新新结结结结束束束束到到到到下下下下一一一一次次次次刷刷刷刷新新新新一一一一遍遍遍遍为止的这段时间间隔称为刷新周期。一般为为止的这段时间间隔称为刷新周期。一般为为止的这段时间间隔称为刷新周期。一般为为止的这段时间间隔称为刷新周期。一般为2ms,4ms,8ms2ms,4ms,8ms。(2)(2)几种刷新方式：几种刷新方式：几种刷新方式：几种刷新方式：集集集集中中中中刷刷刷刷新新新新：在在在在刷刷刷刷新新新新过过过过程程程程中中中中，不不不不能能能能对对对对存存存存储储储储器器器器进进进进行行行行读读读读写写写写操操操操作作作作。采采采采用用用用集集集集中中中中刷刷刷刷新新新新方方

50、方方式式式式的的的的存存存存储储储储器器器器的的的的平平平平均均均均读读读读/写写写写周周周周期期期期，与与与与单单单单个个个个存存存存储储储储器器器器片片片片的的的的读读读读/写写写写工工工工作作作作所所所所需需需需的的的的周周周周期期期期相相相相差差差差不不不不多多多多，把把把把一一一一个个个个存存存存储储储储系系系系统统统统周周周周期期期期分分分分为为为为两两两两半半半半，前前前前半半半半周周周周期期期期进进进进行行行行读读读读写写写写或或或或维维维维持持持持，后后后后半周期用于刷新半周期用于刷新半周期用于刷新半周期用于刷新,所以这种刷新方式较适用于高速存储器。所以这种刷新方式较适用于高