任务8.2 认识随机存取存储器（课件）-《电子技术基础》同步教学（人民邮电版）

任务8.1 认识存储器 任务8.3 认识可编程逻辑器件 项目8 存储器 任务8.2 认识随机存取存储器 存储器是用来存放程序和数据的，也是构成计算机系统中记忆设备的电子电路。今后必有更多更新的存储器技术不断涌现。尽快掌握存储器技术，是现代工程技术人员的必需。要求： 了 解 各类存储器的特点和应用场合，其技术指标对存储器性能的影响 熟 悉 半导体存储器的逻辑功能及使用方法可编程逻辑器件的逻辑功能及用途 掌 握 半导体存储器的结构原理，可编程逻辑器件的类型、原理及编程方式 项目导入 知识目标和技能目标 了解存储器的基本知识；了解随机存取存储器RAM的功能及结构组成；理解RAM存储单元的工作原理以及集成RAM芯片使用时的扩展方法。了解只读存储器ROM的结构组成及其工作原理；了解可编程逻辑器件的分类；熟悉可编程逻辑器件中逻辑图中的逻辑关系及表示方法。 具有正确判别集成芯片引脚功能的能力和运用实验手段正确连接集成运放各种运算电路的基本技能，具有对工程实际的集成电路的进行读图和识图的能力。 提出问题 你了解随机存取存储器的结构组成和功能吗？RAM的存储单元有什么特点？集成RAM的芯片你了解吗？RAM的容量如何扩展？ 任务8.2 认识随机存取存储器 随机存取存储器 特点 随机存取存储器RAM是与CPU直接交换数据的主存，也称为内存。RAM通常作为操作系统或其他正在运行中的程序的临时数据存储媒介。 RAM可以随时读写，而且速度很快。在系统工作时，可以随机对各个存储单元进行“读”操作和“写”操作。由于RAM的存储单元是触发器构成的，所以掉电时RAM中存放的数据将全部丢失。 8.2.1 RAM的结构组成和功能 从基本功能上看，RAM与前面介绍的数码寄存器并无本质区别，只是RAM的存储容量要比数码寄存器的存储容量大得多，功能远强于数码寄存器。因此，可把RAM看作是由很多数码寄存器组合起来所构成的大规模集成电路。 存储矩阵的容量由地址码的位数N和字长的位数M决定。当一个存储矩阵的地址数为N，每个字长所包含的位数是M时，存储矩阵的容量=N×M。 1.存储矩阵 地址译码器的作用就是用来接受CPU送来的地址信号，并对地址信号进行译码，选择与地址码相对应的存储单元，以便对该单元进行读／写操作。 2.地址译码器 访问RAM时，对被选中的寄存器，究竟是读还是写，通过读/写控制电路进行控制。RAM的读/写控制线通常高电平时为读；低电平时为写。 3. 读/写控制器 由于受RAM集成度的控制，一台计算机的存储器系统往往是由许多片RAM组合而成。CPU访问存储器时一次只能访问一片，其他片RAM不能同时访问CPU，片选用来实现这种控制作用。 4.片选控制 数据输入/输出共用相同的I/O引脚。读操作时I/O端子作输出端使用；写操作时I/O端子作输入端使用。RAM通过I/O端子与计算机的CPU交换数据。I/O端子数与地址中所对应的寄存器位数相同。 5. 数据输入/输出（I/O）控制 8.2.2 RAM的存储单元 1.静态RAM存储单元 存储数据输出 VT1 Q Q +VDD 1位线 0位线 行选择线 VT2 VT3 VT4 VT6 VT5 当行选择线为高电平时， 1 当行选择线为低电平时， 导通 导通 0 截止 截止 保持原态不变 1 0 2. 动态RAM存储单元 动态RAM存储单元 DRAM特点：存储的信息不能长时间保留，需要不断地刷新。 字选线 数据线 当存储单元未被选中时： 当存储单元被选中时： 0 截止 隔 离 1 导通 读/写操作 8.2.3 集成RAM芯片简介 6116管脚排列图 集成RAM6116功能表 CS WR OE A0～A10 D0～D7 工作方式 1 × × × 高阻态 低功耗维持 0 1 0 稳定 输出 读 0 0 × 稳定 输入 写 表中所示是集成RAM芯片6116的工作方式与控制信号之间的关系，读出和写入线是分开的，而且写入优先。 任务实施 RAM的容量由地址码的位数n和字的位数m共同决定。因此常用的容量扩展法有位扩展、字扩展和字位扩展三种形式。 1.RAM的位扩展 将几个RAM的地址码、读写控制端都对应地并联在一起，各位芯片的I/O端串联构成输出，位数即得到扩展。 地址码 A0~A9 CS I /O 16 • • • • • • • • • • • • • • • • • • 片1 片16 片2 I /O 2 I /O 1 2.RAM的字扩展 A0~A9 A10 片1 片2 I/O 1~4 CS 1 CS 利用两片1024字×4位的RAM器件可构成2048字×4位的RAM。 3.RAM的字、位同时扩展 A10 A11 A12 A0 A9 R/W Y0 Y7