第3章存储技术.ppt

本章教学重点和难点：◆存储器的分类方法、存储器系统的层次结构。◆存储器读写、RAM和ROM的基本结构、存储器寻址方及存储器与微处理器的连接技术。◆存储器管理、闪速存储器、高速缓冲存储器等新型存储器技术。◆硬盘、光盘及其驱动器等外存。;3.1 存储器概述;;2.按存储器在计算机中的存取方式分类：（1）随机存取存储器RAM（Random Access Memory）可随机地从任意位置进行信息的存取，所用的存取时间都相同，与存储单元的地址无关，如半导体、磁芯随机存储器。;; 3.1.2 存储器的主要性能指标;2.速度 存取时间TA：内存储器从接收到存储单元的地址开始，到它存入和取出数据为止所需的时间。 通常指存取时间的上限值（最大值），称为最大存取时间。 存取周期TAC：两次存储器访问所需的最小时间间隔。;;3.1.3 存储系统的多层次结构 在计算机系统中常采用三级结构来构成存储系统，由高速缓冲存储器Cache，主存和辅存组成，如图。;; 3.2.1 SRAM:Static RAM 1.基本存储电路 芯片中一个基本存储电路能存储1位二进制数， 基本存储电路一般由R-S 触发器构成，其两个稳态分别表示存储内容为“0”或为“1”。 ;1.静态读写存储器SRAM的基本存储电路 由6个MOS管组成的双稳态触发器电路，如图。;2. SRAM的结构 利用基本存储电路排成阵列，再加上地址译码电路和读/写控制电路就可以构成随机存取存储器。;行译码;典型芯片Intel6116容量：2K×8位。 SRAM，速度快，集成度低，功耗大，成本高，适用于小容量存储，如Cache。 DRAM，速度慢，集成度高，功耗小，成本低，如内存条。; 总结：存储器 ◆ 1 存储器与CPU的位置关系将存储器分为： ◆ 2 存储器在计算机中的存取方式分类： ◆ 3 存储器按存储介质方式分类： ◆ 4 半导体存储器按存取信息的功能分为： RAM（SRAM和DRAM）、ROM（PROM、EPROM、EEPROM和FlashM）。 ◆ 5 半导体存储器按材料分为： 双极型、 MOS型（ROM、DRAM及SRAM）。 ◆ 6 存储器按照和CPU的位置关系分为三级： ◆ 7 内存储器的性能指标： ◆ 8 SRAM：M×N，存储1位的基本存储电路由双稳态触发器。 DRAM：基本存储电路用MOS管栅和源极之间的电容C来存;3.2.2 动态读写存储器DRAM(Dynamic RAM);2. DRAM的刷新 DRAM的基本存储电路原理是利用MOS管栅极和源极之间的电容C来存储存储电荷信息。电容的有、无表示存储的0或1。 由于任何电容都存在漏电现象，故每次数据读出后，要重新恢复C上的电荷量。即使无读操作，电荷泄漏也会造成信息丢失。 为了保持DRAM电容C中信息(电荷)，需周期性地（一般每隔2ms）就必须对动态RAM进行读出和再写入操作，使原来处于逻辑电平“1”的电容上所释放的电荷又得到补充，而原来处于电平“0”的电容仍保持“0”，这个过程叫DRAM的刷新。 刷新周期通常为2ms~8ms。;存储器专门的刷新电路操作，主要有： （1）刷新地址通常由刷新地址计数器产生，而不是由地址总线提供。 （2）由于DRAM的基本存储电路可按行同时刷新，所以刷新只需要行地址，不需要列地址。 （3）刷新操作时，数据线是呈高阻状态，片内数据线与外部数据线完全隔离。;3 典型DMAR芯片Intel 2164A ;8; SRAM：M×N，存储1位的基本存储电路由双稳态触发器。 快/容量小/功耗大，成本高，适用于小容量存储，如Cache。 DRAM：基本存储电路用MOS管栅和源极之间的电容C来存。 需要刷新电路，慢/容量大/功耗小，集成度高，价格低，如内存。;3.2.3 ROM 根据制造工艺可分为掩膜式ROM、PROM、EPROM以及EEPROM等。; 2) 现场编程ROM（可编程），简称PROM。 出厂时并未存储任何信息。使用时，用户可根据需要自行写入信息。但信息一旦写入便成为永久性的，不可更改。 PROM是一次性编程ROM，程序一旦写入便不能被擦去和改写。; 可改写的PROM也称反复编程ROM，简称EPROM（Erasable PROM），信息的存储是通过电荷分布来决定的,是指用户既可以采取某种方法自行写入信息，也可以采取某种方法将信息全部擦去，而且擦去后还可以重写。 ;3.2.5 EEPROM（E2PROM） 电擦除可编程只读存储器EEPROM（E2PROM），采用电（20V的高压）擦除技术，允许在线编程写入和