第6章主存储器1.ppt
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1、 半导体存储器的分类半导体存储器的分类6.1读写存储器(读写存储器(RAMRAM)6.2现代现代RAMRAM6.3只读存储器(只读存储器(ROMROM)6.4计算机系统对存储器的要求计算机系统对存储器的要求:容量要大、存取速度要容量要大、存取速度要快,成本低。快,成本低。计算机系统都是采用多级存储体系结构:计算机系统都是采用多级存储体系结构:寄存器寄存器 速度变慢速度变慢高速缓存(高速缓存(CACHE)CACHE)成本变低成本变低主存储器主存储器(内存储器内存储器)容量增大容量增大辅助辅助(外外)存储器存储器 与与CPUCPU数据交换减少数据交换减少 网络存储器网络存储器如图如图6-16-1所
2、示。所示。半导体存储器从半导体存储器从使用功能上划分使用功能上划分:读写存储器读写存储器RAM(RandomRAM(Random Access Memory)Access Memory)(随机存取存储器)(随机存取存储器)只读存储器只读存储器ROM(ReadROM(Read Only Memory)Only Memory)RAM:RAM:可读可写;主要用来可读可写;主要用来存放各种现场的输入输出数据、中间存放各种现场的输入输出数据、中间计算结果、与外存交换的信息以及作为堆栈使用;计算结果、与外存交换的信息以及作为堆栈使用;掉电后信息掉电后信息会丢失。会丢失。ROMROM:正常工作时是读出方式;
3、主要用来:正常工作时是读出方式;主要用来存放各种管理、监控存放各种管理、监控程序、操作系统基本输入输出程序(程序、操作系统基本输入输出程序(BIOS)BIOS);掉电后信息不会掉电后信息不会丢失。丢失。半导体存储器的分类半导体存储器的分类E2PROMFLASH ROM6.1.1 RAM6.1.1 RAM的种类的种类RAMRAM分为双极型分为双极型(Bipolar)(Bipolar)和和MOS RAMMOS RAM两大类。两大类。各种各种RAMRAM特点:特点:共同点:信息易失性。共同点:信息易失性。双极型双极型RAM:RAM:由由TTLTTL晶体管逻辑电路组成;存取速度快晶体管逻辑电路组成;存
4、取速度快(10ns10ns以下);集成度低;功耗大;用于高速微机中。以下);集成度低;功耗大;用于高速微机中。静态静态RAMRAM(SRAM):SRAM):以触发器为基本存储电路;速度较快;以触发器为基本存储电路;速度较快;集成度较低;功耗大;用于集成度较低;功耗大;用于CACHECACHE(高速缓存)。(高速缓存)。动态动态RAMRAM(DRAM):DRAM):利用电容存储信息;速度低;集成度高;利用电容存储信息;速度低;集成度高;功耗低;功耗低;需要定时刷新;价格低;需要定时刷新;价格低;用于大容量内存用于大容量内存6.1.2 ROM6.1.2 ROM的种类的种类1.1.掩模掩模ROMRO
5、M:早期的早期的ROMROM由半导体厂商按照某种固定线路制造的,由半导体厂商按照某种固定线路制造的,制造好以后就只能读不能改变。这种制造好以后就只能读不能改变。这种ROMROM适用于批量生产适用于批量生产的产品中,成本较低,但不适用于研究工作。的产品中,成本较低,但不适用于研究工作。2.2.可编程序的只读存储器可编程序的只读存储器PROM(ProgrammablePROM(Programmable ROM)ROM)可由用户对它进行编程,用户只能写一次,已不常用。可由用户对它进行编程,用户只能写一次,已不常用。3.3.可擦去的可编程只读存储器可擦去的可编程只读存储器EPROM(ErasableE
6、PROM(Erasable PROM)PROM)可用紫外线擦除内容;可以多次改写;但需要专用的擦可用紫外线擦除内容;可以多次改写;但需要专用的擦除、写入设备;写入信息很慢(写一个字节除、写入设备;写入信息很慢(写一个字节50MS)50MS);4.电可擦除电可擦除EPROM(E2PROM):类似类似EPROM;擦除、写入可在线进行。;擦除、写入可在线进行。5.FLASH ROM:电子盘、数码相机等使用。电子盘、数码相机等使用。6.2.1 6.2.1 基本存储电路基本存储电路 基本存储电路基本存储电路是组成存储器的基础和核心,它是组成存储器的基础和核心,它用来存储一位二进制信息:用来存储一位二进制
7、信息:“0”0”或或“1”1”。在在MOSMOS存储器中,基本存储电路分为:存储器中,基本存储电路分为:静态存储电路:六管静态存储电路静态存储电路:六管静态存储电路 动态存储电路:单管存储电路(电容存储信息)动态存储电路:单管存储电路(电容存储信息)1.1.六管静态存储电路六管静态存储电路静态存储电路是由两个增强型的静态存储电路是由两个增强型的NMOSNMOS反相反相器交叉耦合而成的器交叉耦合而成的触发器触发器。如图如图6-3(a)6-3(a)所示。所示。双稳态触发器双稳态触发器六管静态存储电路六管静态存储电路(1 1)双稳态触发器:)双稳态触发器:T1T1、T2T2为控制管为控制管 T3T3
8、、T4T4为负载管为负载管这个电路具有两个不同的稳定状态:这个电路具有两个不同的稳定状态:若若T1T1截止,截止,A=“1”(A=“1”(高电平高电平),它使,它使T2T2开启,开启,B=“0”(B=“0”(低电低电平平)而而B=“0”B=“0”又保证了又保证了T1T1截止,状态稳定。截止,状态稳定。T1T1开启,开启,T2T2截止的状态也是互相保证而稳定的。截止的状态也是互相保证而稳定的。因此,可以用这两种不同状态分别表示因此,可以用这两种不同状态分别表示“1”1”或或“0”0”。(2 2)六管静态存储电路:)六管静态存储电路:当当X X的译码输出线为高电平的译码输出线为高电平时时:T5:T
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