文档介绍：第7章
存储器(Memory)
存储器是大多数数字系统和计算机中不可缺少的部分,本章首先通过实训使读者了解电可编程只读存储器EPROM的使用方法,然后详细介绍RAM和ROM的种类及工作原理,最后介绍几种常用的集成存储器芯片以及存储器的具体应用。
●实训电路图
1 1 1 1 1 1 1 0
1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 0 0
0
0
0
0
0
1
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1
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
按照内部信息的存取方式,存储器通常可以分为RAM和ROM;
◆存储器的种类
(存储矩阵、地址译码、片选和读写)
32行×32列矩阵
存储器容量:
256×4
(字数)×(位数)
存储器单元选择:
32根行线、8根列线
1) 存储矩阵
▲因此,该RAM存储矩阵共需要32根行选择线X0~X31和8根列选择线Y0~Y7。
随机存取存储器RAM
1、RAM结构
RAM: Random Access Memory 随机存取存储器
ROM: Read Only Memory 只读存储器
A7~A0=00011111时,选中哪个单元?
▲因此,该RAM存储矩阵共需要5+3根地址线A7~A0即可全部寻址。
2)地址译码
译
码
器
……
25=32
A0
A1
A2
A3
A4
译码器
A5 A6 A7
23=8
1
1
1
1
1
0 0 0
字线
位线
[31,0]
3)读/写与片选控制
=1时:所有的I/O 端均被禁止,不能进行读或写操作。
=0时:相应片存储器被选中,可进行读或写操作。
R/ =1,执行读操作,将存储单元中的数据送到输出端;
R/ =0,执行写操作,将I/O端数据写入存储单元中。
当片选信号=1时,三态门G1,G2,G3均为高阻态,此片未选中,不能进行读或写操作。当片选信号=0时,芯片被选中。若R/ =1,则G3导通,G1、G2高阻态截止。此时若输入地址A7~A0为00011111,于是位于[31,0]的存储单元所存储的信息送出到
片选与读写控制电路
I/O端,存储器执行的是读操作;若R/ =0,则G1、G2导通,G3高阻态截止,I/O端的数据以互补的形式出现在数据线D、上,并被存入[31,0]存储单元,存储器执行的是写操作。
随机存取存储器RAM用于存放二进制信息(数据和运算的中间结果等)。它可以在任意时刻,对任意选中的存储单元进行信息的存入(写)或取出(读)的信息操作,因此称为随机存取存储器。。
◆ RAM的结构
随机存取存储器一般由存储矩阵、地址译码器、片选控制和读/写控制电路等组成,。
RAM结构示意图
D0
D1
D2
D3
A0
A1
A2
A3
A4
A5
A6
A8
R/
256×4 RAM
2、 RAM的存储单元
RAM的核心元件是存储矩阵中的存储单元,按工作原理分,RAM的存储单元可分为:
1. 静态存储单元(SRAM)
SRAM是利用双稳态触发器来保存信息的,只要不断电,信息是不会丢失的,所以谓之静态;
DRAM利用MOS (金属氧化物半导体)电容存储电荷来储存信息,电容是会漏电的,所以必须通过不停的给电容充电来维持信息,这个充电的过程叫再生或刷新(REFRESH)。由于电容的充放电是需要相对较长的时间的,DRAM的速度要慢于SRAM。但SRAM免刷新的优点需要较复杂的电路支持,如一个典型的SRAM的存储单元需要六个晶体管(三极管)构成,而DRAM的一个存储单元最初需要三个晶体管和一个电容,后来经过改进,就只需要一个晶体管和一个电容了。由此可见,DRAM的成本、集成度、功耗等明显优于SRAM。
2. 动态存储单元DRAM
3、 RAM的扩展
( RAM的扩展分为位扩展和字扩展两种)
1. 位扩展
试用1024×1RAM扩展成1024×8存储器。
解:扩展为1024×8存储器需要
1024×1RAM的片数为:
N=总存储容量÷片存储容量= =8(片)
◆各片地址线的寻址范围相同: 00 0000 0000 ~ 11 1111 1111 (000H~3FFH)
2. 字扩展
字数若增加,地址线需要做相应的增加,下面举例说明。
试用256×4RAM扩展成1024×4存储器。
解: 需用的256×4RAM芯片数为:
N=总存储容量/一片存储容量=
=4(片)
用256×4RAM组成1024×4存储器