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第四章 存儲器

4.2主存儲器

4.2.3隨機存取存儲器

分類：

1. 靜態(tài)RAM

2. 動態(tài)RAM

a.靜態(tài)RAM（Static RAM，SRAM）

a.1靜態(tài)RAM基本單元電路

定義：存儲器中用于寄存“0”和“1”代碼的電路稱為存儲器的基本單元電路。

a.2靜態(tài)RAM芯片舉例

例子：Intel2114芯片的基本單元電路由6個MOS管組成。

a.3靜態(tài)RAM讀/寫時序

• 讀周期時序

• 在整個讀周期中寫允許信號始終為高電平；

• 讀周期tRC：對芯片兩次連續(xù)讀操作的最小間隔時間；

• 讀時間tA：從地址有效到數(shù)據(jù)穩(wěn)定所需的時間，顯然讀時間小于讀周期；

• 讀時間小于讀周期；

• tCO：從片選有效到輸出穩(wěn)定的時間；

• 當?shù)刂酚行Ы?jīng)tA后，且當片選有效經(jīng)tCO后，數(shù)據(jù)才能穩(wěn)定輸出，這兩者必須同時具備；

• 當?shù)刂酚行Ш螅?jīng)tA-tCO時間必須給出片選有效信號，否則信號不能出現(xiàn)在數(shù)據(jù)線上。

• 寫周期時序

• 寫周期tWC：對芯片連續(xù)進行兩次寫操作的最小間隔時間，包括：

• 滯后時間tAW；

• 寫入時間tW；

• 寫恢復(fù)時間tWR；

• 在有效數(shù)據(jù)出現(xiàn)前，RAM的數(shù)據(jù)線上存在著前一時刻的數(shù)據(jù)tOUT，故在地址線發(fā)生變化后，片選信號與寫允許信號均需滯后tAW再有效；

• 寫允許信號失效后，地址必須保持一段時間，稱為寫恢復(fù)時間。

b.動態(tài)RAM（Dynamic RAM，DRAM）

b.1動態(tài)RAM的基本單元電路

概念：

1. 分類：三管式&單管式；

2. 特點：

1. 靠電容存儲電荷的原理來寄存信息；

2. 集成度更高；

3. 功耗更低。

b.2動態(tài)RAM芯片舉例

例子：

• 三管動態(tài)RAM芯片

• 單管動態(tài)RAM芯片

b.3動態(tài)RAM時序

• 讀時序

• 讀工作周期是指動態(tài)RAM完成一次“讀”所需的最短時間tCRD，也是行地址選通的一個周期。

• 寫時序

• 寫工作周期是指動態(tài)RAM完成一次“寫”所需的最短時間tCWR，也是行地址選通的一個周期。

b.4動態(tài)RAM的刷新

含義：先將原存信息讀出，再由刷新放大器形成原信息并重新寫入的再生過程。

分類：

• 集中刷新：在規(guī)定的一個刷新周期內(nèi)，對全部存儲單元集中一段時間逐行進行刷新，此刻必須停止讀/寫操作。

• 分散刷新：對每行存儲單元的刷新分散到每個存儲周期內(nèi)完成。

• 異步刷新：前兩種方式的結(jié)合，它既可縮短“死時間”，又充分利用最大刷新間隔為2ms的特點。

c.動態(tài)RAM與靜態(tài)RAM的比較

動態(tài)RAM的應(yīng)用比靜態(tài)RAM要廣泛得多，原因如下：

1. 在同樣大小的芯片中，動態(tài)RAM的集成度遠高于靜態(tài)RAM；

2. 動態(tài)RAM行、列地址按先后順序輸送，減少了芯片引腳，封裝尺寸也減少；

3. 動態(tài)RAM的功耗比靜態(tài)RAM?。?/p>

4. 動態(tài)RAM的價格比靜態(tài)RAM的價格便宜。

動態(tài)RAM的缺點：

1. 由于使用動態(tài)元件（電容），因此它的速度比靜態(tài)RAM低；

2. 動態(tài)RAM需要再生，故需配置再生電路，也需要消耗一部分功率，通常，容量不大的高速緩沖存儲器大多用靜態(tài)RAM實現(xiàn)。