写在前面:
由于存储器这一章知识十分繁多,笔记本写不下了
在这里记录:
1.半导体存储器芯片的一般结构
2.MOS写常态存储器芯片
3.主存储器以及其容量,带宽扩展组织
的详细内容
主要参考资料是哈工大刘老师的视频
与本校江西某双非师范大学的计算机组成原理教材
半导体存储器芯片:
我们知道:
半导体存储器可以适用于高速缓存,主存,控存的功能
所以要知道主存储器的组织就要了解半导体存储器
而半导体存储器是通过一定数量的半导体存储器芯片组成的
后面介绍的MOS写常态存储器芯片(包括SRAM和DRA)都是半导体存储器的功能细化和分类
芯片的组成结构:
解释:
的含义是啥?
表示这块芯片有16K的存储单元,每个存储单元有1位
片选线是看选不选择当前芯片的信号线
有两种写法:
1.(片选端),低电平有效
2.(使能端),低电平有效
芯片内部的地址译码:
1.单译码方式(线选法):
解释:
简单易懂的方法,只通过行地址译码确定要读写的某行
这一行上的全部数据(位)被选中
2.双译码方式(重合法):
解释:
如图只有行和列都被选中的数据(位)才真正被选中
用重合法如何确定数据的位数为多少?即存储字长为多少?
是根据一个位选信号选通多少根列线,对应同行记忆元存储信息
就有多少位存储字长
本例中只有1位存储字长
MOS写常态存储器芯片
MOS写常态存储器是一种随机读写的易失性半导体存储器,
根据读破坏性可分静态的(SRAM)和动态的(DRAM)
SRAM:
下面将对上述问题进行详细讲解:
1.SRAM保存0和1的原理是什么?
2.SRAM基本单元电路的构成
解释:
1.
A’类似于,A类似于
3.读操作:
解释:
其实这个时候A’也在输出信号,但是其遇到了
信号过不去了
3.写操作:
解释:
可以看出这里经过了取反,即使两端同时在写,
也是写的相同信号,没有问题
4.经典芯片结构
从SRAM的读写方法可以看出:
SRAM芯片的译码方式必须为重合法
那么如何设计可以使得一次列选,选中4位?
(因为输出/入的数据要四位)
解决:
已知:此芯片为1K X 4位,即2^10个存储单元,每个存储单元有4位
即有2^12个记忆元
即可以分成64*64的矩阵
行地址译码的范围为0~63,要6根地址线,
还剩下4根地址线,给列地址译码,其范围为0~15
可以将64列 ,分成4组 ,每组16列
有16种列选信号,
每一个列选信号控制了每一组中的一列
DRAM:
1.保存0和1的原理是什么?
电容,通过电容有无电来保存状态
2.基本单元电路的构成:
1.三管记忆元DRAM
解释:
1.当要读出时,预充信号发出,读选择线导通,T4,T2导通
Vdd放电,读数据线上有电
1.如果Cg(电容)上有电,则放电,T1导通
此时读数据线上通过T1导通的线一直放电,导致最终是0
即Cg上有电为0
2.如果Cg上无电,最终读数据线上为1
即Cg上无点为1
所以
2.当要写入,很简单
写数据线上为1,则Cg有电
写数据线上为0,则Cg无电
2.单管记忆元DRAM:
解释:
字线是选择线,当字线被选中
T导通,Cs可以根据自身有无电进行读写
1.当Cs没电,数据线上为0
2.当Cs有点,数据线上为1
3.典型芯片结构:
解释:
1.这是16K X 1位 的单管DRAM
以重合法来译址,那么其是个128 x 128的矩阵
2.16K,本来是要14根地址线的,但是这里只给出7根地址线
这是因为其想要地址线分两次输入
每一次可以选择2^7=128个字选信号
如果不是这么做,想要即选出128行中某一行,
同时选出128列中的某一列
达到选中1位的效果是很难的
4.读,写操作:
这里的读放大器是一个跷跷板电路
即读放大器有两端,如果某一段为1,则另一端为0
通过模拟很容易得到如何操作
通过这个电路:
读:要分在读放大器左侧还是右侧
在左侧:电容有电为0,电容无电为1
在右侧:电容有电为1,电容无电为0
写:同理
5.DRAM为啥要刷新,如果刷新:
为何要刷新?
因为电容容易漏电
如何刷新?
首先,刷新与行地址有关,我们是一行一行刷新
1.集中式刷新
解释:
128行都要刷新到,而且是集中一个时间刷新
在刷新的时候被称为死区,IO与CPU无法访问
2.分散式刷新:
解释:
为啥这里存取周期从上面的0.5us变成了1us了?
因为他将原本一个只要存取操作的周期
变成了既要存取,在存取完后还要刷新算作一个周期
于是周期时间翻倍
3.异步刷新:
解释:
将
因为有128行,所以我将2ms分成128份
每份有15.6us
对于整体来说为分散刷新,对于每份来说为集中刷新
4.SRAM与DRAM的区别
标签:芯片,组织,及其,SRAM,DRAM,主存储器,刷新,128,半导体存储器 From: https://www.cnblogs.com/cilinmengye/p/17107017.html