【文章內(nèi)容簡介】 ，可以選中 1行 。 全部刷完需 32次 。 存儲器通常由多片存儲芯片連接組成 ， 例如使用 1K 1位 DRAM芯片組成 4K 8位存儲器 ， 需芯片 32片 。 為了實現(xiàn) 8位二進制數(shù)的存取 ， 通常將芯片分成 4組 ，每組 8片 。 存儲器 12條地址線中的 A11和 A10用于選擇 4組中的 1組 ，片內(nèi)地址 A9～ A0和 R/W控制信號完成對 8個基本電路的讀 /寫操作 。 刷新命令將 4組全部選中 ， 片內(nèi) 5位行地址信號將選中32 32位矩陣中的 1行 。 因此整個存儲器的刷新次數(shù)與單個芯片的刷新次數(shù)相同 ， 在 2ms內(nèi)刷新 32次 。 DRAM的刷新方式有定時集中刷新、分散刷新兩種。 第 4 章內(nèi) ?部存儲器 定期實施刷新的方式稱為定時集中刷新 。 這種方式的特點是把一個刷新間隔 (如 2ms)分做兩段使用 ， 第 1段時間用于讀 /寫操作 ， 第 2段時間 (如 8～ 20μs)專門用于對所有基本存儲電路刷新 。對刷新間隔的要求是把信息保存在允許的時間范圍內(nèi)不能發(fā)生變化 。 由于 CPU執(zhí)行讀 /寫周期時不刷新 ， 執(zhí)行刷新周期時不讀/寫 ， 因此這種刷新方式存在的問題是 CPU等待刷新而不能讀 /寫的時間過長 ， 直接影響了系統(tǒng)工作速度 。 例如 64 64位矩陣 ，刷新間隔為 2ms， 讀 /寫周期為 ， 共有 5000個周期 。 其中刷新周期 64個 ， 需時 ；讀 /寫周期 4936個 ， 需時 。CPU將在 /寫操作 ， 浪費了 CPU的時間 。 集中刷新如圖 416(a)所示 。 第 4 章內(nèi) ?部存儲器 分散刷新如圖 416(b)所示 。 它避免了集中一段時間專門刷新操作 ， 把刷新操作分散在讀 /寫周期后進行 。 執(zhí)行 1次讀 /寫周期刷新 1次 。 如果 1個讀 /寫周期為 ， 1個刷新周期也為 ，那么刷新間隔僅 ， 對于 64 64位矩陣 ， 只需 64行 ， 即將整個存儲體刷新一遍 。 這種方式的缺點是在 2?ms內(nèi)頻繁地對存儲器進行了多次刷新 。 圖 416(c)是另一種分散刷新方式 ， 它把刷新周期安排在存儲器讀 /寫周期內(nèi) ， 安排在訪問存儲器總線空閑的時候進行 。 當 CPU訪問存儲單元和刷新存儲單元發(fā)生沖突的時候，刷新理應有較高的優(yōu)先級，否則不及時刷新，訪問將發(fā)生錯誤。刷新控制器用于解決它們之間的競爭，解決的方法有 3種，如圖 417所示。 第 4 章內(nèi) ?部存儲器 讀寫周期1 9 7 4 . 4 ? s刷新2 5 . 6 ? s刷新間隔 2 m s( a )讀寫 刷新 讀寫 刷新( b )刷新 刷新 刷新 刷新( c )圖 416 集中刷新和分散刷新 第 4 章內(nèi) ?部存儲器 ( b )定時刷新訪問存取操作刷新控制器訪問 / 刷新存儲器( a )刷新控制器訪問 / 刷新存儲器存取操作/ 刷新刷新控制器訪問 / 刷新存儲器刷新同步脈沖( c ) 圖 417 刷新方法 (a) 非同步刷新方法； (b) 同步刷新方法； (c) 半同步刷新方法 第 4 章內(nèi) ?部存儲器 (1) 非同步刷新方法：刷新操作和訪問存儲器操作是相互獨立的兩件事 ， 彼此無關 。 刷新控制器用于在兩個要求同時出現(xiàn)時 ， 優(yōu)先安排刷新 。 為此 ， 讀 /寫周期需要的時間將延長 。 (2) 同步刷新方法：在每一個指令周期中 ， 利用 CPU不訪問存儲器的時間間隔內(nèi)刷新 ， 從而去掉了專門用于刷新的時間 ， 有利于提高存取速度 ， 線路也較為簡單 ， 使用較多 。 (3) 半同步刷新方法：利用時鐘脈沖上升沿同步處理 CPU的讀 /寫操作，在下降沿同步定時刷新。 第 4 章內(nèi) ?部存儲器 只讀存儲器 ROM 掩膜 ROM 掩膜 ROM由生產(chǎn)廠家按照預定的設計內(nèi)容制造 ， 可以使用二極管 、 雙極型晶體管或 MOS管構成 ， 工作原理相同 。 圖 418給出了一個行列復合譯碼的 16 1位 ROM結構 ， 對于一組 A0～ A3的地址輸入 ， 最終只有 1根行線 、 1根列線有效 ， 它們相交處如果制造有 MOS管 ， 則從數(shù)據(jù)線輸出 “ 0”， 否則輸出 “ 1”。 行地址譯碼器輸出用作字選線 ， 列地址譯碼器輸出用作控制三態(tài)門 。片選信號 用作三態(tài)門控制端 。 圖中按 16個 1位字 0101 0011 1110 1000設計制造 。 使用 8個 16 1位陣列 ， 能形成 16 8位 ROM。 地址線并聯(lián)連接 ， 依舊為 4根；數(shù)據(jù)線單獨引出 ， 形成 8根 D0～ D7；片選 連在一起 ， 形成 1條 端 。 CSCS CS第 4 章內(nèi) ?部存儲器 行地址譯碼器00011011列地址譯碼器00011011A0A1A2A3CS片選＋ VDD1 ～ 4 字字選線5 ～ 8 字字選線9 ～ 12 字字選線13 ～ 16 字字選線圖 418 16 1位 ROM 第 4 章內(nèi) ?部存儲器 EPROM 上世紀 70年代初期開發(fā)出的 EPROM存儲芯片，集成度高、價格低廉、可由用戶改寫，適于研究工作中使用。它的一種基本存儲電路如圖 419所示。從結構圖看，和 P溝通增強型 MOS管相比，在源極和漏極之間是一個由多晶硅生成的浮空柵極。二進制數(shù)的存放規(guī)則是浮空柵極上無電荷代表“ 1”(或“ 0”)；浮空柵極上有電荷代表“ 0”(或“ 1”)。生產(chǎn)廠家制造時，浮空多晶硅柵上全無電荷，預示著全為 1(或 0)。用戶使用前要先寫入。寫入方法是：寫 0(或 1)時在漏源兩極間加編程電壓 25?V和寬度50?ms的編程脈沖，硅柵上積累電荷變成 0(或 1)；寫 1(或 0)時不加編程電壓，保持原出廠狀態(tài)不變。 第 4 章內(nèi) ?部存儲器 P＋P＋浮空多晶硅柵S DN 襯底圖 419 EPROM基本存儲電路 第 4 章內(nèi) ?部存儲器 EPROM存儲芯片上方有 1個石英玻璃窗口用于受光照擦除 。當紫外線通過窗口照到浮空多晶硅柵時 ， 被絕緣的硅柵電荷將變成光電流泄漏掉 ， 又回到原始狀態(tài)可以重新被寫 。 擦除過程和紫外線強度有密切關系 ， 如果是日常陽光照射或熒光燈照射 ，浮空柵上的電荷泄漏約需 3年 。 在強烈陽光的直射下 ， 可持續(xù)將近一個星期 。 倘若使用 2537A紫外線燈 (功率 12?000?μW/cm2)，接近窗口直射 Intel 2716這一類 EPROM， 約 20分鐘左右就可以擦除完 。 為防止泄漏丟失數(shù)據(jù) ， 不擦除時應當在照射窗口處貼上不透光的保護膜 。 Intel 2716是一個 2KB的 EPROM芯片，使用 NMOS工藝制成，24腳雙列直插封裝，規(guī)則電源＋ 5V，編程電源＋ 25V。其內(nèi)部結構、引腳如圖 420所示。 第 4 章內(nèi) ?部存儲器 片選與編程邏輯OE列譯碼行譯碼A0～ A10地址輸入CEVCCVPP地輸出緩沖器讀出放大2 K 8 位存儲矩陣( a )101234567891112242322212019181716151413A7A6A5A4A3A2A1A0O0O1O2GNDVCCA8A9VPPA10O7O6O5O4O3CEOE( b )數(shù)據(jù)輸出＝ O0～ O7圖 420 Intel 2716內(nèi)部結構與引腳 第 4 章內(nèi) ?部存儲器 24條引腳分配如下：地址線 11條 ， A0～ A10， 用于尋址片內(nèi)2KB存儲單元 。 7條用于行譯碼 ， 選擇 128行中的 1行； 4條用于列譯碼 ， 選擇 16組中的 1組 ， 每組有 8位同時被讀出 。 數(shù)據(jù)線 8條 ，O0～ O7， 讀出時用作輸出線 ， 編程時用作輸入線 。 邏輯符號中畫成單向總線 ， 信息流向向外 。 控制線 5條 ， 分別為輸出允許OE、 芯片允許 CE、 工作電壓 VCC(＋ 5V)、 編程電源 VPP、 地GND。 第 4 章內(nèi) ?部存儲器 表 42 2716的工作方式 引腳 方式 CE OE VPP 數(shù)據(jù)總線 讀出 0 0 ＋ 5 V DOUT輸出 未選中 — 1 ＋ 5 V 高阻 待機 1 — ＋ 5 V 高阻 編程輸入 50 ms 正脈沖 1 ＋ 25 V D IN 校驗編程內(nèi)容 0 0 ＋ 25 V D OUT 禁止編程 0 1 ＋ 25 V 高阻 第 4 章內(nèi) ?部存儲器 1012345678911121314VPP271282827262524232221201918171615P G MOECEVCCA13A10O7A12A7A6A5A4A3A2A1A0O0O1O22716A7A6A5A4A3A2A1A0O0O1O22764A7A6A5A4A3A2A1A0O0O1O2VPPA1227256A7A6A5A4A3A2A1A0O0O1O2VPPA12A8A9A1 1O6O5O4O327128OECEVCCA10O7A8A9VPPO6O5O4O32716PP/VOECE2732AVCCA10O7A8A9A1 1O6O5O4O32764VCCP G MNCA8A9A1 1OEA10CEO7O6O5O4O327256VCCA14A13A8A9A11OEA10CEO7O6O5O4O3G N DG N DG N DG N DA7A6A5A4A3A2A1A0O0O1O2G N D2732A圖 421 Intel 27系列 EPROM引腳排列 第 4 章內(nèi) ?部存儲器 E2PROM 組成 E2PROM的基本存儲電路和 EPROM的基本存儲電路類似，不同的是 E2PROM的漏極上增加了 1只隧道二極管，在外電場作用下，能夠使浮空柵上的電荷流向漏極，實現(xiàn)擦除；反之也可以將電荷充進浮空柵。由于浮空多晶硅柵累積和泄放電荷的方法不同，因此存儲體操作上的顯著差別是 E2PROM可以以字節(jié)為單位或以整片為單位在線改寫。 第 4 章內(nèi) ?部存儲器 常見的 E2PROM芯片有 Intel公司的 281 2816A、 2812817A和 2864A等 ， 其部分性能如表 43所示 。 這些芯片的一些共同應用特征如下： (1) 工作電壓和擦除電壓均為＋ 5V。 (2) 編程寫入時自動先擦除 ， 不需要單獨設置擦除操作 ， 因而硬件電路無特殊要求 。 (3) 引腳信號與 RAM、 EPROM兼容 ， 能方便地在不同種類存儲器之間傳送數(shù)據(jù) 。 第 4 章內(nèi) ?部存儲器 (4) E2PROM既可以像 EPROM那樣作程序存儲器使用 ， 也可以像 RAM那樣作數(shù)據(jù)存儲器使用 。 作為程序存儲器 ， 允許按程序存儲器連接方法編址；作為數(shù)據(jù)存儲器 ， 允許按數(shù)據(jù)存儲器連接方式或 I/O端口編址； (5) 編程寫入 (含擦除 )時間為 ms級，讀出時間僅為 ns級。在實際操作中要保證有足夠長的寫入時間。 第 4 章內(nèi) ?部存儲器