《存储系统》PPT课件.ppt

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1、第三章第三章 存储系统存储系统随机读写存储器随机读写存储器静态静态MOSMOS存储器存储器(SRAM)SRAM)动态动态MOSMOS存储器存储器(DRAM)DRAM)3.2 3.2 SRAMSRAM存储器存储器3.2.1 基本静态存储元阵列基本静态存储元阵列静态存储器静态存储器SRAM存储器的构成存储器的构成行行译译码码器器X列译码器列译码器YSRAM存储器的构成存储器的构成地址译码的两种方式地址译码的两种方式 单译码单译码 适用于小容量存储器适用于小容量存储器 一个地址译码器一个地址译码器 双译码双译码 适用于大容量存储器适用于大容量存储器 X向和向和Y向两个译码器向两个译码器 采用单译码结

2、构的存储单元采用单译码结构的存储单元A0A1A2A311110000译译码码器器采用双译码结构的存储单元矩阵采用双译码结构的存储单元矩阵3.2.1 SRAM存储器存储器驱动器驱动器I/OI/O电路电路片选与读片选与读/写控制电路写控制电路输出驱动电路输出驱动电路2114逻辑结构图逻辑结构图存储器的读、写周期存储器的读、写周期存储器的读、写周期存储器的读、写周期第三章第三章 存储系统存储系统 3.3.3 DRAM3 DRAM存储器存储器3.3 DRAM存储器存储器动态存储器动态存储器单管单管DRAM基本存储电路基本存储电路 图图229 9 单单管管DRAMDRAM基本存基本存储电储电路路单管单管

3、DRAM的存储矩阵的存储矩阵 表表3.4 单管存储元电路和四管存储元电路对比单管存储元电路和四管存储元电路对比名称名称优点优点缺点缺点四管存储四管存储元电路元电路外围电路比较外围电路比较简单，刷新时简单，刷新时不需要另加外不需要另加外部逻辑部逻辑管子多，占用的芯片面管子多，占用的芯片面积大积大单管存储单管存储元电路元电路元件数量少，元件数量少，集成度高集成度高需要有高鉴别能力的读需要有高鉴别能力的读出放大器配合工作，外出放大器配合工作，外围电路比较复杂围电路比较复杂DRAM存储元的读、写刷新操作存储元的读、写刷新操作 DRAM存储元的读、写刷新操作存储元的读、写刷新操作 DRAM存储元的读、写

4、刷新操作存储元的读、写刷新操作 DRAM存储元的读、写刷新操作存储元的读、写刷新操作 3.3.2 DRAM芯片的逻辑结构芯片的逻辑结构3.3.2 DRAM芯片的逻辑结构芯片的逻辑结构3.3.3 读读/写周期、刷新周期写周期、刷新周期3.3.3 读读/写周期、刷新周期写周期、刷新周期DRAM的刷新的刷新集中刷新方式集中刷新方式DRAM的刷新的刷新分散刷新方式分散刷新方式DRAM的刷新的刷新异步刷新方式异步刷新方式前两种方式的结合，在规定的刷新前两种方式的结合，在规定的刷新时间内将所有单元刷新一遍。时间内将所有单元刷新一遍。DRAM的刷新的刷新两种标准刷新操作两种标准刷新操作只用只用RASRAS信

5、号刷新；信号刷新；CASCAS在在RASRAS之前的刷新。之前的刷新。这种方式是在这种方式是在RASRAS之前使之前使CASCAS有效，启动内部有效，启动内部刷新计数器，产生需要刷新的行地址，而忽刷新计数器，产生需要刷新的行地址，而忽略外部地址线上的信号。略外部地址线上的信号。存储器控制电路存储器控制电路存储器控制电路存储器控制电路(1)(1)地址多路开关：地址多路开关：刷新时需要提供刷新地址，非刷新时需要提供刷新地址，非刷新时需提供读写地址，由多路开关进行选择。刷新时需提供读写地址，由多路开关进行选择。(2)(2)刷新定时器：刷新定时器：定时电路用来提供刷新请求。定时电路用来提供刷新请求。(

6、3)(3)刷新地址计数器：刷新地址计数器：只用只用RASRAS信号的刷新操作，信号的刷新操作，需要提供刷新地址计数器。需要提供刷新地址计数器。(4)(4)仲裁电路：仲裁电路：对同时产生的来自对同时产生的来自CPUCPU的访问存储的访问存储器的请求和来自刷新定时器的刷新请求的优先权器的请求和来自刷新定时器的刷新请求的优先权进行裁定。进行裁定。(5)(5)定时发生器：定时发生器：提供行地址选通信号提供行地址选通信号RASRAS、列地列地址选通信号址选通信号CASCAS和写信号和写信号WE.WE.3.3.4 存储器容量的扩充存储器容量的扩充位位扩展法扩展法字扩展法字扩展法字位同时扩展法字位同时扩展法

7、位扩展法组成位扩展法组成8K RAM字扩展法组成字扩展法组成64K RAM高性能主存储器高性能主存储器高性能主存储器高性能主存储器EDRAM芯片芯片EDRAM芯片又称增强型芯片又称增强型DRAM芯片，它在芯片，它在DRAM 芯片上集成了一个芯片上集成了一个SRAM实现的小容实现的小容量高速缓冲存储器，从而使量高速缓冲存储器，从而使DRAM芯片的性芯片的性能得到显著改进。能得到显著改进。以以SRAM保存一行内容的办法，对成块传送保存一行内容的办法，对成块传送非常有利。如果连续的地址高非常有利。如果连续的地址高11位相同，位相同，意意味着属于同一行地址，那么连续变动的味着属于同一行地址，那么连续变

8、动的9位位列地址就会使列地址就会使SRAM中相应位组连续读出，中相应位组连续读出，这称为这称为猝发式读取。猝发式读取。高性能主存储器高性能主存储器EDRAM内存条内存条一片一片EDRAM的容量为的容量为1M4位，位，8片这样的芯片可组成片这样的芯片可组成1M32位的存储模块。位的存储模块。8个芯片共用片选信号个芯片共用片选信号Sel、行选通信号行选通信号RAS、刷新信号刷新信号Ref和地址输入信号和地址输入信号A0A10。当某模块被选中，此模块当某模块被选中，此模块的的8个个EDRAM芯片同时动作，芯片同时动作，8个个4位数据端口位数据端口D3D0同同时与时与32位数据总线交换数据，完成一次位数据总线交换数据，完成一次32位字的存取。位字的存取。上述存储模块本身具有高速成块存取能力上述存储模块本身具有高速成块存取能力,这种模块内存这种模块内存储字完全顺序排放，以猝发式存取来完成高速成块存取的储字完全顺序排放，以猝发式存取来完成高速成块存取的方式，在当代微型机中获得了广泛应用。方式，在当代微型机中获得了广泛应用。高性能主存储器高性能主存储器1M*32位EDRAM模块组成主存物理地址的存储空间分布主存物理地址的存储空间分布