【正文】 所需芯片數(shù) d=（ 2M8） /（ 1M8） =2(片 )?22 DRAM存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器模塊條 l 存儲(chǔ)器通常以插槽用模塊條形式供應(yīng)市場。如圖所示。l 30腳內(nèi)存條設(shè)計(jì)成 8位數(shù)據(jù)線，存儲(chǔ)容量從 256KB～32MB。 23 DRAM存儲(chǔ)器六、高級(jí)的 DRAM結(jié)構(gòu) l FPM DRAM：快速頁模式動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器，它是根據(jù)程序的局部性原理來實(shí)現(xiàn)的。下一次尋找操作，也是由RAS選定行地址， CAS選定列地址，依此類推，如下圖所示。如圖所示出 1M4位 CDRAM芯片的結(jié)構(gòu)框圖，其中SRAM為 5124位。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的CPU使用的是系統(tǒng)時(shí)鐘， SDRAM的操作要求與系統(tǒng)時(shí)鐘相同步，在系統(tǒng)時(shí)鐘的控制下從CPU獲得地址、數(shù)據(jù)和控制信息。其原理和時(shí)序關(guān)系見下一頁圖和動(dòng)畫。 ?一片 CDRAM的容量為 1M4位， 8片這樣的芯片可組成 1M32位 4MB的存儲(chǔ)模塊，其組成如下圖所示。為此除了正常的數(shù)據(jù)位寬度，還增加了附加位，用于讀 /寫操作正確性校驗(yàn)。其原理如圖所示。顧名思義，只讀的意思是在它工作時(shí)只能讀出，不能寫入。只讀存儲(chǔ)器由于工作可靠，保密性強(qiáng)，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。 l 可編程 ROM：用戶后寫入內(nèi)容，有些可以多次寫入。30 只讀存儲(chǔ)器和閃速存儲(chǔ)器掩模 ROM掩模 ROM的陣列結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)元 31 只讀存儲(chǔ)器和閃速存儲(chǔ)器掩模 ROM的邏輯符號(hào)和內(nèi)部邏輯框圖 32 只讀存儲(chǔ)器和閃速存儲(chǔ)器可編程 ROM l EPROM叫做光擦除可編程可讀存儲(chǔ)器。?l 現(xiàn)以浮柵雪崩注入型 MOS管為存儲(chǔ)元的 EPROM為例進(jìn)行說明，結(jié)構(gòu)如右圖所示。l 若在漏極 D端加上約幾十伏的脈沖電壓，使得溝道中的電場足夠強(qiáng)，則會(huì)造成雪崩，產(chǎn)生很多高能量電子。l 由于 G1柵周圍都是絕緣的二氧化硅層，泄漏電流極小，所以一旦電子注入到 G1柵后，就能長期保存。反之， G1柵無電子積累時(shí)， MOS管的開啟電壓較低，當(dāng) G2柵為高電平時(shí)，該管可以導(dǎo)通，相當(dāng)于存儲(chǔ)了“1”。當(dāng)片選信號(hào) CS為高電平即該片選中時(shí)，方能讀出數(shù)據(jù)。當(dāng)用光子能量較高的紫外光照射G1浮柵時(shí)， G1中電子獲得足夠能量，從而穿過氧化層回到襯底中，如圖 (e)所示。 ?36 只讀存儲(chǔ)器和閃速存儲(chǔ)器l 這種 EPROM出廠時(shí)為全 “1”狀態(tài)，使用者可根據(jù)需要寫 “0”。EPROM允許多次重寫。 37 只讀存儲(chǔ)器和閃速存儲(chǔ)器l E2PROM存儲(chǔ)元 EEPROM，叫做電擦除可編程只讀存儲(chǔ)器。在 G1柵和漏極 D之間有一小面積的氧化層，其厚度極薄，可產(chǎn)生隧道效應(yīng)。利用此方法可將存儲(chǔ)器抹成全“1”狀態(tài)。使用時(shí)，可根據(jù)要求把某些存儲(chǔ)元寫 “0”。漏極 D加 20V正脈沖 P2,G2柵接地，浮柵上電子通過隧道返回襯底，相當(dāng)于寫“0”。?l E2PROM讀出時(shí)的電路如圖 (e)所示，這時(shí) G2柵加 3V電壓，若G1柵有電子積累， T2管不能導(dǎo)通，相當(dāng)于存 “1”；若 G1柵無電子積累， T2管導(dǎo)通，相當(dāng)于存“0”。高密度意味著它具有巨大比特?cái)?shù)目的存儲(chǔ)容量。總之，它既有 RAM的優(yōu)點(diǎn)，又有 ROM的優(yōu)點(diǎn)，稱得上是存儲(chǔ)技術(shù)劃時(shí)代的進(jìn)展。 ?l 如右圖所示為閃速存儲(chǔ)器中的存儲(chǔ)元，由單個(gè)MOS晶體管組成，除漏極 D和源極 S外，還有一個(gè)控制柵和浮空柵。l “1”狀態(tài) ：如果控制柵不加正電壓，浮空柵則只有少許電子或不帶電荷，這種情況我們定義為存儲(chǔ)元處于 1狀態(tài)。 42 只讀存儲(chǔ)器和閃速存儲(chǔ)器l 編程操作 ：實(shí)際上是寫操作。編程操作的目的是為存儲(chǔ)元的浮空柵補(bǔ)充電子，從而使存儲(chǔ)元改寫成 “0”狀態(tài)。l 如圖 (a)表示編程操作時(shí)存儲(chǔ)元寫 0、寫 1的情況。要寫 0，就是要在控制柵 C上加正電壓。 ? 43 只讀存儲(chǔ)器和閃速存儲(chǔ)器l 讀取操作： 控制柵加上正電壓。如果存儲(chǔ)元原存 1，可認(rèn)為浮空柵不帶負(fù)電，控制柵上的正電壓足以開啟晶體管。 ?l 當(dāng) MOS晶體管開啟導(dǎo)通時(shí)，電源 VD提供從漏極 D到源極 S的電流。44 只讀存儲(chǔ)器和閃速存儲(chǔ)器l 擦除操作 ：所有的存儲(chǔ)元中浮空柵上的負(fù)電荷要全部洩放出去。源極 S上的正電壓吸收浮空柵中的電子，從而使全部存儲(chǔ)元變成 1狀態(tài)。在某一時(shí)間只有一條行選擇線被激活。這個(gè)電壓降送到比較器的一個(gè)輸入端，與另一端輸入的參照電壓做比較，比較器輸出一個(gè)標(biāo)志為邏輯 1的電平。 46 并行存儲(chǔ)器由于 CPU和主存儲(chǔ)器之間在速度上是不匹配的，這種情況便成為限制高速計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)的主要問題。 47 并行存儲(chǔ)器l 解決途徑l 多個(gè)存儲(chǔ)器并行工作l 并行訪問和交叉訪問l 設(shè)置各種緩沖器l 通用寄存器l 采用分層的存儲(chǔ)系統(tǒng)l Cache（ 第 6節(jié)）l 虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng) （ 第 9章）48 并行存儲(chǔ)器一、雙端口存儲(chǔ)器 雙端口存儲(chǔ)器的邏輯結(jié)構(gòu) 雙端口存儲(chǔ)器由于同一個(gè)存儲(chǔ)器具有兩組相互獨(dú)立的讀寫控制電路而得名。 舉例說明，雙端口存儲(chǔ)器 IDT7133的邏輯框圖 。49 并行存儲(chǔ)器50 并行存儲(chǔ)器無沖突讀寫控制 當(dāng)兩個(gè)端口的地址不相同時(shí)，在兩個(gè)端口上進(jìn)行讀寫操作，一定不會(huì)發(fā)生沖突。讀操作時(shí)，端口的OE(低電平有效 )打開輸出驅(qū)動(dòng)器，由存儲(chǔ)矩陣讀出的數(shù)據(jù)就出現(xiàn)在 I/O線上。為解決此問題，特設(shè)置了 BUSY標(biāo)志。 51 并行存儲(chǔ)器有沖突讀寫控制判斷方法(1)如果地址匹配且在 CE之前有效，片上的控制邏輯在 CEL和 CER之間進(jìn)行判斷來選擇端口(CE判斷 )。 無論采用哪種判斷方式，延遲端口的BUSY標(biāo)志都將置位而關(guān)閉此端口，而當(dāng)允許存取的端口完成操作時(shí)，延遲端口 BUSY標(biāo)志才進(jìn)行復(fù)位而打開此端口。這些地址在各模塊中如何安排，有兩種方式：一種是順序方式，一種是交叉方式 54 并行存儲(chǔ)器l 假設(shè)有 n個(gè)存儲(chǔ)體，每個(gè)存儲(chǔ)體的容量為 m個(gè)存儲(chǔ)單元l 順序方式：每個(gè)存儲(chǔ)體內(nèi)的地址片 選，存儲(chǔ)體選擇55 并行存儲(chǔ)器順序方式[例 ]M0－ M3共四個(gè)模塊，則每個(gè)模塊 8個(gè)字順序方式： M1： 8－ 15 M3： 24－ 31l 5位地址組織如下： X X缺點(diǎn)是各模塊串行工作，存儲(chǔ)器的帶寬受到了限制。 M0： 0， 4,...除以4余數(shù)為 0l M2： 2， 6,...除以4余數(shù)為 2l X Xl 高位選塊內(nèi)地址，低位選模塊l 特點(diǎn)：連續(xù)地址分布在相鄰的不同模塊內(nèi)，同一個(gè)模塊內(nèi)的地址都是不連續(xù)的。使用場合為成批數(shù)據(jù)讀取。主存被分成 4個(gè)相互獨(dú)立、容量相同的模塊 M0， M1，M2， M3，每個(gè)模塊都有自己的讀寫控制電路、地址寄存器和數(shù)據(jù)寄存器，各自以等同的方式與 CPU傳送信息。 59 并行存儲(chǔ)器l 通常在一個(gè)存儲(chǔ)器周期內(nèi)， n個(gè)存儲(chǔ)體必須分時(shí)啟動(dòng)，則各個(gè)存儲(chǔ)體的啟動(dòng)間隔為 （ n為交叉存取度）l 整個(gè)存儲(chǔ)器的存取速度有望提高 n倍60例 5 設(shè)存儲(chǔ)器容量為 32字，字長 64位，模塊數(shù) m=4，分別用順序方式和交叉方式進(jìn)行組織。若連續(xù)讀出 4個(gè)字，問順序存儲(chǔ)器和交叉存儲(chǔ)器的帶