计算机组成原理(三)--存储器的层次结构 (2)

主存的指标
(1)存储容量:存放二进制代码的总位数
(2)存取速度:
       存取时间:存储器的访问时间(读出时间,写入时间)
       存取周期:连续两次独立的读写存储器操作之间,最小的时间间隔。用于读电路,写电路,地址电路清空一次
(3)存储器带宽 (位/秒)

半导体存储片的基本结构

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(1)地址线单向,数据线双向。
(2)半导体芯片的容量由地址线和数据线一起决定。
       地址线和数据线的根数表示了内存实际的大小,而cpu理论上的最大寻址范围,由MAR和MDR的大小决定,为\(2^{MAR}*MDR\)

地址线 数据线 芯片容量
10根   4根   \(2^{10} * 4\)bit  
14根   1根   \(2^{14} * 1\)bit  

(3)片选线的作用
       eg:用16K1位的存储芯片组成64K8位的存储器
       (a)因为半导体芯片是用存储矩阵设计的,存储矩阵的一行可以看成一层楼,这层楼有多个小房间。
                因此,先把8个161K的存储器放在一行,构成一层楼。再安排4层这样的楼层,构成64K8的大楼
       (b)因为,一个地址线的地址过来后,先通过片选线(地址为的最高几位),选择楼层,
                然后用剩下的地址线低位地址,选择是楼层的那个房间
       (c)eg:当上例子中,地址线过来的数据是65535,转换成二进制是1111 1111。
                上面楼层有4层,所以地址线的前两位进行片选,也就是11,因此选择最高层。

半导体存储芯片的译码方式:
(1)线选法:每个小存储单元占用一行,构成多行的线性结构
       每个小存储单元占用一行,构成多行的线性结构
       eg:16*1 bit的存储矩阵,占16行,因为要选择16行,所以要有4位片选线,链接所有的16个存储单元。
       这种设计导致电路设计异常复杂。
(2)重合法 : 组合多个存储单元为一行
       通过组合多个存储单元为一行,来减少行数,达到减少片选线位数的目的,简化电路设计。但此时的存储矩阵,每行有多列存储单元,因此,用X地址译码器(确定行),用Y地址译码器(确定列),来选到具体的某个存储单元。
       eg:256 * 1bit重合片选法:把8个bit存储单元作为一行,设计32行即可。
              因为有32行,因此X地址译码器有5位,因为有8列,因此Y地址译码器有3位
       

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3.3 半导体随机存储器

SRAM
(1)SRAM:静态随机存储器,不用刷新电路,使用双稳态管存储数据,不掉电情况下数据存在。
(2)SRAM基本电路

DRAM
(1)DRAM:动态随机存储器,定时刷新电路,使用电容存储数据,不掉电情况下也需要定时对电容充电。
(2)DRAM的存储矩阵是二维的,有行有列。所以要对行和列进行片选。行列片选的片选片进行复用,即同一个针脚,先选择行,后选择列。
(3)动态RAM刷新 (刷新与行地址有关:默认数据能保持2ms)

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