存储系统MOS管存储器.pptVIP

计算机组成原理 练习 已知某内存系统容量为4MB，存储单元长度为16位，那么它的寻址范围是多少？需要多少根地址线？ 已知某系统采用18根地址线寻址，机器字长为24位，若按字编址，该系统支持的最大内存容量是多少？ 已知某系统采用18根地址线寻址，该系统支持的最大内存容量是多少 已知内存容量为512KB，CPU使用的地址寄存器为15位，系统按字编址，机器字长为多少位？ 已知系统数据总线宽度为32位，若存储周期为400ns，则系统带宽为多少？ 4.2.2主存储器基本组成 4.2.2主存储器基本组成 ①贮存信息的存储体。 ②信息的寻址机构，即读出和写入信息的地址选择机构。这包括：地址寄存器（MAR）和地址译码器。 ③存储器数据寄存器MDR。 ④写入信息所需的能源，即写入线路、写驱动器等。 ⑤读出所需的能源和读出放大器，即读出线路、读驱动器和读出放大器。 ⑥存储器控制部件。无论读或写操作，都要由一系列明确规定的连续操作步序来完成，这需要主存时序线路、时钟脉冲线路、读逻辑控制线路，写或重写逻辑控制线路以及动态存储器的定时刷新线路等，这些线路总称为存储器控制部件。 4.3 半导体存储器芯片 分类：按使用器件，半导体存储器分双极型半导体存储器（TTL）和MOS半导体存储器两种 TTL：存储速度高，集成度低，价格高，主要用于小容量的高速存储器 MOS：主要用于大容量存储器。根据存储信息机构的原理不同，又分为静态MOS存储器（SRAM)和动态MOS存储器（DRAM)，前者利用双稳态触发器来保存信息，只要不断电，信息是不会丢失的，后者利用MOS电容存储电荷来保存信息，使用时需不断给电容充电才能使信息保持。 半导体存储器的主要优点是存储速度快，存储体积小，可靠性高；主要缺点是断电时，读写存储器不能保存信息。 4.3.1 静态MOS存储器 基本存储元 6管静态MOS存储元 8管静态MOS存储元 6管双向选择MOS存储元 RAM结构与地址译码 字结构或单译码方式 位结构或双译码方式 字段结构 4.3.1 静态MOS存储器 基本存储元—6管静态MOS存储元:由两个MOS反相器交叉耦合而成的双稳态触发器。 MOS管特性：是否允许电流通过 长短两端:短端判断，长端通电流 短低为截止：短端接低电压，电路为截止状态，电流不能通过长端 短高为导通：短端接高电压，电路为导通状态，电流可以通过长端 6管静态MOS的电路设计 0、1状态表示 写操作 读操作 4.3.1 静态MOS存储器 6管静态MOS存储元电路图：图4-4 由两个MOS反相器交叉耦合而成的双稳态触发器。 4.3.1 静态MOS存储器 0、1状态表示 A高B低表示1：A点高电压，B点低电压，T1管导通，T0管截止，表示状态1 A低B高表示0：A点低电压，B点高电压，T0管导通，T1管截止，表示状态1 选中:无论是读操作还是写操作，若字线不加正脉冲，说明此存储元没有选中，T2 ，T3 管截止，A、B结点与位／读出线隔离，存储元存储并保存原存信息 MOS管T4、T5主要起稳定电压的作用 4.3.1 静态MOS存储器 写操作。 选中：在字线上加一个正电压的字脉冲，使T2 、T3 管导通，表示选中该单元 若写入“0”，无论原来是何种状态，只需使写“0”的位线BS0 电压降为地电位（加负电压的位脉冲），经导通的Ｔ2 管，迫使节点Ａ的电位等于地电位，A低B高，则T1 管截止而Ｔ0 管导通。 若写入“1”，只需使写1的位线BS1 降为地电位，经导通的T3 管传给节点Ｂ， A低B高，则T0 管截止而T1 管导通。 写入过程是字线上的字脉冲和位线上的位脉冲相重合的操作过程。 4.3.1 静态MOS存储器 读操作 选中：在字线上加一个高电压的字脉冲，使T2 、T3 管导通，表示选中该单元把节点A、B分别连到位线。 对位线BS0，BS1两条外加正电压 若单元存的是“0”，A低B高，节点Ａ是低电位，就会产生一个小电流，经BS0 线流向节点Ａ经T0 导通管入地。“0”位线上BS0 就从平时的高电位Ｖ下降一个很小的电压，经差动放大器检测出“０”信号。 若单元存的是“1”，就会在位线BS1 中流入电流，在 BS1 位线上产生电压降，经差动放大器检测出读“1”信号。 读出过程中，位线变成了读出线。读取信息不影响触发器原来状态，故读出是非破坏性的读出。 4.3.1 静态MOS存储器 8管静态MOS存储元 A、目的：实现地址双向编码， 字线分为X选择线与Y选择线，加快寻址速度。 B、实现：需要在６管MOS存储元的A、B节点与位线上再加一对地址选择控制管T7 T8 ，形成了8管MOS存储元。 4.3.1 静态MOS存储器 6管双向选择MOS存储元，8管MOS存储元的改进：在纵向一列上的6管存储元共用一对Y选择控制管T6