没有合适的资源?快使用搜索试试~ 我知道了~
存储器与可编程器件,word版本
需积分: 6 0 下载量 118 浏览量
2009-07-10
10:45:19
上传
评论
收藏 2.61MB DOC 举报
温馨提示
试读
56页
第8章存储器与可编程器件,教材和大纲,Word的版本,大学教程
资源详情
资源评论
资源推荐
第8章
存储器与可编程逻辑器件
内容提要:
存储器是计算机和数字系统不可缺少的重要设备,可编程逻辑器件是目前数字系统设
计的主要逻辑器件。本章首先介绍存储器的基本概念,各种存储器的工作原理以及存储器容
量的扩展方法。然后介绍可编程阵列逻辑(PAL)、通用阵列逻辑( GAL)的电路结构和
应用。最后简述CPLD、FPGA和在系统编程(ISP)技术的基本思想。
8.1存储器概述
导读:
在这一节中,你将学习:
存储器的分类、相关概念
存储器的主要技术指标
8.1.1 存储器分类
存储器是一种能存储大量二进制信息的半导体存储器,随着微电子技术的发展,半导
体存储器以其容量大、存取速度快、可靠性高、外围电路简单、与其它电路配合容易等特点
在计算机和数字系统中得到了广泛的应用。它用来存放程序和大量的数据,是计算机和数字
系统中非常重要的组成部分。
按照存储器的性质和特点分类,存储器有不同的分类方法。
1. 根据存储器存取功能的不同分类
存储器可分为只读存储器(Read-Only Memory,简称ROM)和随机存取存储器(Random
Access Memory,简称RAM)。
只读存储器在正常工作状态时,只能从中读取数据,而不能写入数据。ROM的优点是电
路结构简单,数据一旦固化在存储器内部后,就可以长期保存,而且在断电后数据也不会丢
失,故属于数据非易失性存储器。其缺点是只适用于存储那些固定数据或程序的场合。
随机存取存储器与只读存储器的根本区别在于:随机存储器在正常工作状态时可随时向存
储器里写入数据或从中读出数据,在存储器断电后信息全部丢失,因此RAM也称为易失性
存储器。
2. 根据存储器制造工艺的不同分类
存储器可分为双极型存储器和MOS型存储器。双极型存储器以TTL触发器作为基本存储
单元,具有速度快、价格高和功耗大等特点,主要用于高速应用场合,如计算机的高速缓存
MOS型存储器是以MOS触发器或MOS电路为存储单元,具有工艺简单、集成度高、功耗小
价格低等特点,主要用于计算机的大容量内存储器。
3. 根据存储器数据的输入/输出方式不同分类
存储器可分为串行存储器和并行存储器。串行存储器中数据输入或输出采用串行方式,并
行存储器中数据输入或输出采用并行方式。显然,并行存储器读写速度快,但数据线和地址
线占用芯片的引脚数较多,且存储容量越大,所用引脚数目越多。串行存储器的速度比并行
存储器慢一些,但芯片的引脚数目少了许多。
8.1.2 存储器的相关概念
半导体存储器的核心部分是“存储矩阵”,它由若干个“ 存储单元”构成;每个存储单元又
包含若干个“基本存储单元”,每个基本存储单元存放 1位二进制数据,称为一个“比特”。通常
存储器以“存储单元”为单位进行数据的读写。每个“存储单元”也称为一个“字”,一个“字”中所
含的位数称为“字长”。
图8-1为一个64位存储器的结构图,64个正方形表示该存储器的64个“基本存储单元”,每
4个“基本存储单元”构成1个“存储单元”,故该存储器有16个“字”,其“字长”为4。这样的存储
2
器 称 为 16×4存储器
图8-1 64位存储器结构
8.1.3 存储器的性能指标
存储器的性能指标很多,例如存储容量、存取速度、封装形式、电源电压、功耗等,但
就实际应用而言,最重要的性能指标是存储器的存储容量和存取时间。下面就这两项性能指
标的具体情况予以说明。
1.存储容量
存储容量是指存储器能够容纳的二进制信息总量,即存储信息的总比特数,也称为存储器
的位容量。存储器的容量=字数(m)× 字长(n)。
设存储器芯片的地址线和数据线根数分别是p和q,则该存储器芯片可编址的存储单元总
数即字数为 ,字长为q 。该存储器芯片的容量为 ×q位。例如:容量为4K×8位的存储
器芯片有地址线12根,数据线8根。
2.存取速度
存储器的存取速度可用“存取时间”和“存储周期”这两个时间参数来衡量。“存取时间”
(Access Time)是指从微处理器发出有效存储器地址从而启动一次存储器读/写操作,到该
操作完成所经历的时间。很显然,存取时间越短,则存取速度越快。目前,高速缓冲存储器
的存取时间已小于20ns,中速存储器在60ns到100ns之间,低速存储器在100ns以上。“存储周
期”(memory cycle)是连续启动两次独立的存储器操作所需的最小时间间隔。由于存储器
在完成读/写操作之后需要一段恢复时间,所以存储器的存储周期略大于存储器的存取时间
如果在小于存储周期的时间内连续启动两次存储器访问,那么存取结果的正确性将不能得到
保证。
地址
Y0 Y1
位 D 位 C 位 B 位 A 位 D 位 C 位 B 位 A
X0
X1
X2
X3
X4 1 1 0 1
X5 1 0 0 1
X6
X7
3
自测练习
1. 存储器中可以保存的最小数据单位是( )。
(a)比特 (b) 字节 (c) 字
2. 指出下列存储器各有多少个基本存储单元?多少个存储单元?多少个字?字长?
(a)2K×8位 ( )( ) ( ) ( )
(b)256×2位 ( )( ) ( ) ( )
(c)1M×4位 ( )( ) ( ) ( )
3.ROM是( )存储器。
(a)非易失性 (b)易失性
(c)读/写 (d)以字节组织的
4.数据通过( )存储在存储器中。
(a)读操作 (b)启动操作
(c)写操作 (d) 寻址操作
5.RAM给定地址中存储的数据在( )情况下会丢失。
(a)电源关闭 (b)数据从该地址读出
(c)在该地址写入数据 (d)答案(a)和(c)
6.具有256个地址的存储器有( )地址线。
(a)256条 (b)6条 (c)8条 (d)16条
7.可以存储256字节数据的存储容量是( )。
(a)256×1位 (b)256×8位
(c)1K×4位 (d)2K×1位
8.2随机存取存储器(RAM)
导读:
在这一节中,你将学习:
RAM的分类与结构
静态RAM(SRAM)
SRAM的存储单元
动态RAM(DRAM)
DRAM的存储单元
4
8.2.1 RAM分类与结构
1.RAM分类
随机存储器也叫可读写存储器,它可分为双极型和MOS型存储器。双极型存储器由于
集成度低、功耗大,在微型计算机系统中使用不多。目前可读写存储器RAM芯片几乎全是
MOS型的。MOS型RAM按工作方式不同又可分为静态RAM(Static RAM)和动态RAM
(Dynamic RAM)。
静态RAM使用触发器作为存储元件,因而只要使用直流电源,就可存储数据。动态
RAM使用电容作为存储单元,如果没有称为刷新的过程对电容再充电的话,就不能长期保
存数据。当电源被移走后,SRAM和DRAM都会丢失存储的数据,因此被归类为易失性内存
数据从SRAM中读出的速度要比从DRAM中读出的速度快得多。但是,对于给定的物理
空间和成本,DRAM可以比SRAM存储更多的数据,因为DRAM单元更加简单,在给定的区
域内,可以比SRAM集成更多的单元。
SRAM和DRAM可以进一步分为更多的类型,其分类结构如图8-2所示。
图8-2 RAM的分类
2.RAM的结构
RAM电路通常由存储矩阵、地址译码器和读/写控制电路三部分组成,其电路结构框图
如图8-3所示。
图8-3 RAM的电路结构框图
存储矩阵由许多结构相同的基本存储单元排列组成,而每一个基本存储单元可以存储一
位二进制数据(0或1),在地址译码器和读写控制电路的作用下,将存储矩阵中某些存储单
5
随机
存储器
( RAM )
静态 RAM
( SRAM )
同步突发
SRAM
( SB SRAM )
异步 SRAM
( ASRAM )
动态 RAM
( DRAM )
快速页模式
DRAM
( FPM
DRAM )
扩充数据输出
DRAM
( EDO
DRAM )
突发 EDO
DRAM
( BEDO
DRAM )
同步 DRAM
( SDRAM )
读
写
控
制
电
路
行
地
址
译
码
器
列地址译码器
存 储
矩 阵
地
址
输
入
数据
I/O
A
0
┇
Ai
A
i+1
┄ A
n-1
地址输入
剩余55页未读,继续阅读
zhaominglu68
- 粉丝: 0
- 资源: 12
上传资源 快速赚钱
- 我的内容管理 展开
- 我的资源 快来上传第一个资源
- 我的收益 登录查看自己的收益
- 我的积分 登录查看自己的积分
- 我的C币 登录后查看C币余额
- 我的收藏
- 我的下载
- 下载帮助
安全验证
文档复制为VIP权益,开通VIP直接复制
信息提交成功
评论0