2022-2023学年高二物理竞赛课件：半导体存储器与总线接口

半导体存储器与总线接口 半导体存储器与总线接口 存储器——用以存储二进制信息的器件。 半导体存储器的分类： 根据使用功能的不同，半导体存储器可分为两大类： （1）随机存取存储器（RAM）也叫做读/写存储器。既能方便地读出所存数据，又能随时写入新的数据。RAM的缺点是数据易失，即一旦掉电，所存的数据全部丢失。 （2）只读存储器（ROM）。其内容只能读出不能写入。 存储的数据不会因断电而消失，即具有非易失性。 存储器的容量：存储器的容量=字长（n）×字数（m） 存储器是用来存储二值数字信息的大规模集成电路，是进 一步完善数字系统功能的重要部件。 它实际上是将大量存储器按一定规律结合起来的整体，可 以被比喻为一个由许多房间组成的学生宿舍。每个房间有一个 号码 （地址码 ），每个房间内有一定内容（一个二进制数码， 又称为一个“字” ）。 [ 地址线、数据线、存储容量 ] 一.半导体存储器的特点及分类 体积小，集成度高等 2.分类： 按制造工艺 按存储原理 双极型 MOS型 静态：存储单元是触发器 动态：电容存储信息。 1.特点： 二. 存储器的技术指标 存储容量= n 字(单元数) × m 位 （n个单元m位的二进制信息） 1K=1024 Byte(字节) 1M=1024 K 1G =1024 M 计算机的存储单元称为字节。 这里的存储单元指存放一位0，1的物理器件 1.存储容量：单位（位、字节、字），存储容量是 RAM 的主要技术指标之一。 容量=2^N * m 它一般用存储字数：2N 输出位数：m 来表示 ( 其中N为存储器的地址线数 )。 8.1随机存取存储器( RAM ) 读写存储器又称随机存储器。 特点：在工作过程中，既可从存储器的任意单元读出信息，又可以把外界信息写入任意单元，因此它被称为随机存储器，简称 RAM 。 Random Access Memory . . . RAM 按功能可分为 静态、动态两类； RAM 按所用器件又可分为双极型和 MOS型两种。 静态：存储单元是触发器 动态：电容存储信息。 一． RAM的基本结构 由存储矩阵、地址译码器、读写控制器、输入/输出控制、片选控制等几部分组成。 8.1 随机存取存储器（RAM） 1. 存储矩阵 图中，1024个字排列成32×32的矩阵。 为了存取方便，给它们编上号。 32行编号为X0、X1、…、X31， 32列编号为Y0、Y1、…、Y31。 这样每一个存储单元都有了一个固定的编号，称为地址。 2．地址译码器——将寄存器地址所对应的二进制数译成有效的行选信号和列选信号，从而选中该存储单元。 采用双译码结构。 行地址译码器：5输入32输出，输入为A0、A1 、…、A4， 输出为X0、X1、…、X31； 列地址译码器：5输入32输出，输入为A5、A6 、…、A9，输出为Y0、Y1、…、Y31， 这样共有10条地址线。 例如，输入地址码A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0=0000000001，则行选线 X1＝0、列选线Y0＝1，选中第X1行第Y0列的那个存储单元。 3． RAM的存储单元 例. 六管NMOS静态存储单元 动态RAM: DRAM,SDRAM DDR SDRAM 电容存储电荷 刷新 特点： 存储容量大 功耗大 需要刷新电路 4. 片选及输入/输出控制电路 当选片信号CS＝1时，G5、G4输出为0，三态门G1、G2、G3均处于高阻状态，输入/输出（I/O）端与存储器内部完全隔离，存储器禁止读/写操作，即不工作； 当CS＝0时，芯片被选通：当 W/R ＝1时，G5输出高电平，G3被打开，于是被选中的单元所存储的数据出现在I/O端，存储器执行读操作； 当 W/R ＝0时，G4输出高电平，G1、G2被打开，此时加在I/O端的数据以互补的形式出现在内部数据线上，存储器执行写操作。 存储器数据 $