1、1,计算机结构与逻辑设计,第五章 存储器,2,主存储器,基本概念： 字为单位存放， 包含N位二进制码元， N为字长。存储矩阵， 地址， 读/写功能。,存储器地址寄存器 MAR,存储器缓冲寄存器 MBR,3,二、分类 1、从存/取功能分：只读存储器(Read-Only-Memory）随机读/写 （Random-Access-Memory） 2、从工艺分：双极型MOS型,4,随机存储器（RAM）,RAM分类1）静态RAM：存储单元由静态MOS电路或双极型电路组成。2）动态RAM： 利用MOS电容存储信息。,1RAM结构和工作原理,5,电路构成1）存储矩阵：有nm个存储单元，每个存储单元可存一位二进
2、制信息（1或0）。存储单元的数量又称为存储容量。2）地址译码器：分行地址、列地址译码器。在给定两组地址码后，选中一行和一列交叉点处的存储单元。3）读/写控制电路：当= 1时为读出数据操作；当= 0时为写入数据操作。4）片选控制电路：低电平有效，开始工作。5）输入/输出电路：,6,5.1.2 线性译码器,RAM 随机存取存储器图5.3,7,5.1.3 静态存储单元,RS触发器、D触发器。有使能端图5.5,8,5.1.4 双向译码方式,行地址，列地址,9,双向译码方式,10,双向译码方式静态单元,11,双向译码方式完整结构图,12,5.1.5 存储器扩展,字扩展 适用于每片RAM,ROM位数够用而
3、字数不够时,例：用四片256 x 8位1024 x 8位 RAM,13,14,15,采用后bit位扩展,16,17,5.1.5 存储器扩展,2. 位扩展,18,5.1.5 存储器扩展,3. 字位均扩展方式 图5.13,19,静态RAM的读写过程,注意时间顺序 先后顺序：数据和读写信号先准备好，然后CS有效。 概念：读操作最小周期TR，TA存取时间，TCO片选时间。 写操作最小周期TW,20,动态RAM的基本单元,电容 C 储备电能 需要定时刷新电路 或者读写过程进行辅助内容刷新。 CC4116电路：图5.17,21,动态随机存储器（DRAM）动态存储单元是利用MOS管栅极电容可以存储电荷的原理
4、,22,只读存储器 ROM,内容断电不丢失的。但不能写入,23,二、举例,24,D0Dm,25,两个概念： 存储矩阵的每个交叉点是一个“存储单元”，存储单元中有器件存入“1”，无器件存入“0”存储器的容量：“字数 x 位数”,26,分类：1）掩模ROM（固定ROM）数据在制作时已经确定，无法更改2）可编程ROM（PROM）数据由用户写入，但一经写入不能再修改3）可擦除可编程ROM（EPROM）由用户写入，而且还能擦除重写。,1ROM的结构及工作原理,结构：一个2线4线地址译码器和一个44的二极管存储矩阵组成。 地址码A1、A0，产生W0 W3 （字线）4个不同的地址； 存储矩阵由二极管或门组成
5、，其输出为D0 D3（位线）在W0 W3中，任意输出为高电平时，在D0 D3 4根线上输出一组4位二进制代码，每组代码称作一个字。,27,掩膜ROM的特点：出厂时已经固定，不能更改，适合大量生产 简单，便宜，非易失性,28,7.2.2 可编程ROM（PROM）,总体结构与掩膜ROM一样，但存储单元不同,29,可编程ROM（PROM）,总体结构与掩膜ROM一样，但存储单元不同,写入时，要使用编程器,30,可擦除的可编程ROM（EPROM）,总体结构与掩膜ROM一样，但存储单元不同 一、用紫外线擦除的PROM（UVEPROM）,31,二、电可擦除的可编程ROM（E2PROM） 总体结构与掩膜ROM一样，但存储单元不同,32,三、快闪存储器（Flash Memory） 为提高集成度，省去T2（选通管） 改用叠栅MOS管（类似SIMOS管）,33,4EPROM的应用,（1）实现组合逻辑设计；（2）作函数运算表电路； （3）作字符发生器电路,例 试用EPROM实现下列逻辑函数,34,解： 将函数化为标准最小项与或式, 确定存储单元内容由表达式可知函数Y1和Y2相应的存储单元中各有4个存储单元为1。, 画出用EPROM实现的逻辑图，,35,
