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浅谈微处理器和存储器的基本结构和工作原理
来源:本站整理  作者:佚名  2012-06-12 06:52:11




三、存储器

存储器是由许多能够保存信息的元件 (记忆单元)组成的。这种记忆元件越多,存储器记忆的信息量就越大。存储器能够记忆信息的总量称为存储容量,常以“k”为单位(1k=210=1024)。按使用的材料不同,存储器可分为磁存储器、半导体存储器和光存储器。这里只介绍单片计算机常用的半导体存储器。

 

1. 半导体存储器的类型

半导体存储器,按工作方式可分为随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)两大类。

( 1) RAM随机存取存储器所存储的信息既可读出,也可改写,在断电后即令自动消失,是一种易失性存储器。它主要用来存放将要执行的用户程序、待处理的数据,通常用作内存。RAM 按制造工艺不同可分为双极型和CMOS 型两类:双极型指普通 PN 结型晶体管为主的集成电路,其特点是存取速度快,但集成度较低、功耗大、成本较高,主要用于速度要求较高的计算机中;CMOS指 N 沟道和 P 沟道互补型的绝缘栅型场效应管为主制成的存储器,又分为静态型和动态型两种。动态 RAM 比静态 RAM 具有更高的集成度,更低的功耗。

( 2) ROM

只读存储器在使用时,一般只能读出原存信息,不能改写,断电后,ROM 中所存储的信息也不会丢失。因此,ROM 常用来存储固定的程序,如计算机系统程序和用户的专用程序等。ROM 有掩膜式、可编程式(PROM)和可擦除可编程式(EPROM)三种。前两种是典型的只读存储器,结构比 RAM 简单,故集成度比 RAM 高,价钱也便宜。

 

2.半导体存储器的组成

半导体存储器一般由存储 IGBT 管体、地址选择电路、读/写电路和控制电路组成。

 

( 1) 存储 I GBT 管体

存储 IGBT 管体是存储信息的实体,它由许多存储IGBT 管元件组合而成。一个存储 IGBT 管元件可以存储 IGBT 管一位二进制信息(0 或 1)。如果字长为 8 位,那么存储 IGBT 管一个字就需要 8 个存储 IGBT 管元件,这 8 个存储 IGBT 管元件构成了一个存储 IGBT 管单元。每个存储 IGBT 管单元都有一个编号,称为地址。

 

( 2) 读/写电路

读/写电路包括数据缓冲寄存器,读/写放大器等,通过它们可对存储 IGBT 管体进行读据的写入或读出操作。

 

( 3) 地址选择电路

地址选择电路包括地址寄存器、地址译码器等。地址寄存器接收地址总线送来的地址码,然后由地址译码器进行译码,以选择相应的存储单元。

 

( 4)存储器时序控制电路

存储器时序控制电路的输入信号来自 CPU,由它来控制对选定的存储单元是进行读操作还是写操作。存储器的工作过程是在控制电路的控制下进行的。

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