随机存取存储 器
（RAM）
只读存储器 （ROM）
静态RAM（SRAM） 动态RAM（DRAM） 非易失RAM（NVRAM） 掩膜式ROM 一次性可编程ROM（PROM） 紫外线擦除可编程ROM（EPROM） 电擦除可编程ROM（EEPROM）
闪烁存储器FLASH ROM（EEPROM）
存取时间与
（2）物理地址有关
存取时间 TA 分为
√ 存储器读出时间 TAR √ 存储器写入时间 TAW
2.存取速度（采用两种参数描述）
（2）存取周期Tmc(Memory Cycle)
含义 指连续两次存储器操作之间的最小时间间隔。
图 示
存取时间TA 间隔时间 存取周期Tmc
存取时间TA
提示 存取周期Tmc略大于 存取时间TA
③ 在送上地址码的同时，还要送上输出允 许信号和片选信号。和有效，双向三态 缓冲器的输出三态门打开，所读信息送 至DB总线上，于是存储单元中的信息被 读出。
2．SRAM的读写过程
（2）写入过程
① 地址码A11~A0加到SRAM芯片的 地址输入端，选中相应的存储单元。
② 将要写入的数据放在DB上。
③ 加上有效的片选信号CE和写信号 WE,这时三态门打开，DB上的数据 进入输入电路，送到存储单元的位 线上，写入该存储单元。
R/W
图6-2 存储芯片组成示意图
6.2 随机存取存储器
6.2.1 静态RAM
1．SRAM的基本存储电路
X地址选择 VCC
T5
T3 T4
T6
A
B
T1 T2
T7
I/O
Y地址选择
T8
I/O
T3、T4是负载管，T1、T2为 工作管， T5、T6、 T7、T8是 控制管。
该 电 路 有 两 种 稳 定 状 态 ： T1 截 止，T2导通为状态“1”；T2截 止，T1导通为状态“0”。
S
S
VCC GND
CS
1&
WE
1
&
A6 A5 A4 A3 A0 A1 A2
CS
GND
1
18 VCC
A7 A8
A9 2114
I/O1
I/O2
I/O3 I/O4
9
10
WE
图6-5 2114 SRAM结构框图及引脚
6.2.2 动态RAM
1．DRAM的基本存储电路
DRAM是以MOS晶体管栅极电容是否充有电荷
1．存储容量 2．存取速度 3．功耗 4．可靠性 5．性能/价格比
1. 存储容量：存储二进制信息的数量 存储容量＝存储单元数目×存储字长＝存储位数
2种表示形式： 存储容量＝存储位数/8＝存储字节数
指令中地址码的位数决定了主存储器的 可直接寻址的最大空间。
例如，32位超级微型机提供32位物理地 址，支持对4G字节的物理主存空间的访问。
（2）工作方式
信号线
工作方式
（PD/PGM） OE
CE
读
低
低
输出禁止
无关
高
功率下降
高
无关
编程
由低到高脉冲 高
VPP VCC
＋5V ＋5V ＋5V ＋5V ＋5V ＋5V ＋25V ＋5V
D0~D7
数据输出 高阻 高阻
数据输入
编程核实
低
低 ＋25V ＋5V 数据输出
编程禁止
低
高 ＋25V ＋5V 高阻
• 常用的SRAM芯片有2114（1K×4）、2142（1K×4）、6116 （2K×8）、6232（4K×8）、6264（8K×8）、和62256（32K×8） 等。
A4
A9
I/O1 I/O2 I/O3 I/O4
0 行
选 63
存储单元 64行×64
列
输入 数据 控制
0
63
列I/O电路
列选
A0
A3
3．典型SRAM芯片
符号 A0~A9 I/O1~I/O4 CS
WE VCC
表6-1 Intel 2114芯片引脚功能说明
名称
功能说明
地址线
接相应地址总线，用来对某存储单元寻址
双向数据线
用于数据的写入和读出
片选线
低电平时，选中该芯片
写允许线 电源线
CS =0，WE =0时写入数据；CS =0，WE =1,读出数据 ＋5V
OE
VCC VPP
名称 地址线 数据线
片选（功率下降/编程）线 输出允许线 电源线 电源线
功能说明 接相应地址总线，用来实现对某存储单元寻址
接数据总线，用于工作时数据读出 工作时作为片选信号，编程写入时接编程脉冲
控制数据读出 ＋5V
编程时接＋25V，读操作时接＋5V
表6-3 Intel 2716芯片引脚功能说明
……
小结
存取时间
小节： 反映主存速度的指标
存储周期
存储器带宽
6.1.3 半导体存储芯片的组成
1．存储体（行列式） 2．地址译码器 3．控制逻辑电路 4．数据缓冲器
用于暂时存放来自CPU的写入
数据或从存储体内读出的数据。
暂存地 址存储的器目之01的间是在为速存了度协上储调的C差P异U。和10
3 .存储器带宽
单位时间里存储器所存取的信息量。单位 位/秒 或 字节/秒
“带宽”是衡量数据传输速率的重要技术指标。
例： TMC 100ns
8位数据,
其带宽为
1 100ns

8

80
Mb
s
4.功耗： 每个存储元（一个二进制存储位所对应的存储电路）消耗功率的大小。 微瓦/位
5.可靠性 对电磁场及温度变化等的抗干扰能力。用平均故障间隔时间来衡量。 MTBF（Mean Time Between Failures）
A0
地
A1
址
输
入
缓
A5
冲
器
（0，0）
X0 X 地 址 X1
译
（1，0）
码
器
（63，0）
X63
双向
三态 I/O
DBi
缓冲 电路
器
Y0 控制电路
（0，1） （1，1） （63，1）
Y1 Y地址译码器
（0，63） （1，63） （63，63）
Y63
地址输入缓冲器
OE WE CE
A6
A7
A11
图6-4 4K×1位的存储器结构
• 擦除的原理与编程相反，通过向浮置栅上的电子注入 能量，使得它们逃逸。
2．编程和擦除过程
• EPROM的编程过程实际上就是对某些单元写入 “0”的过程，也就是向有关的FAMOS管的浮置 栅注入电子的过程。
3．典型的EPROM芯片介绍
（1）芯片特性 2K*8
符号 A0～A10 D0～D7 CE（PD/PGM）
表6-4 Intel 2716芯片工作方式的选择
6.3.2 电可擦除的可编程E2PROM
1．芯片特性
R/B 1
A12
2
28
Vcc
27 WE
来存储信息的，其基本单元电路一般由四管、三
管和单管组成
行选择线X
T1
C
读出再生 放大器
列选择线Y T2
电容C有电荷表示“1”，无 电荷表示“0”。若地址经 译码后选中行选线X及列选 线Y，则T1、T2同时导通， 可对该单元进行读/写操作。
数据I/O线
图6-6 单管动态RAM基本存储电路
2．DRAM的特点
后援存储器 辅助存储器
磁盘 磁带
光盘
半导体存储器
随机存取存储器 （RAM）
只读存储器 （ROM）
静态RAM（SRAM）
动态RAM（DRAM） 掩膜式ROM 可编程ROM（PROM） 可擦除PROM（EPROM） 电可擦除PROM（E2PROM）
图6-1 半导体存储器的分类
6.1.2 半导体存储器的主要性能指标
（2）只读存储器ROM • ROM是一种在工作过程中只能读不能写的非易失性存储器 • 掉电后所存信息不会丢失
3. 按在计算机中的作用分类
主存储器
存储器
静态 RAM RAM
可与CPU直 动态 RAM
MROM
接交换数据 PROM
ROM EPROM
EEPROM
高速缓冲存储器（Cache）介于CPU与内存之间
（1）DRAM芯片的结构特点
– DRAM与SRAM一样，都是由许多基本存储元电路按 行、列排列组成二维存储矩阵
– DRAM芯片集成度高，存储容量大，因而要求地址线 引脚数量多
（2）DRAM的刷新
– 刷新，就是不断地每隔一定时间（一般每隔2ms）对 DRAM的所有单元进行读出，经读出放大器放大后再 重新写入原电路中，以维持电容上的电荷，进而使所 存信息保持不变
（2）金属氧化物半导体型（MOS型） • 用 来 制 作 多 种 半 导 体 存 储 器 件 ， 如 静 态 RAM、 动 态 RAM、
EPROM、E2PROM、Flash Memory等。 • 集成度高、功耗低、价格便宜 • 速度较双极型器件慢
2.按存取方式分类
存取时间与
（1）物理地址无关
（随机访问）
常用的计量存储空间的单位还有K,M,T。 K为210，M为220，G为230)。
2.存取速度（采用两种参数描述）
（1）存取时间 TA (Access Time)
指从CPU给出有效地址启动一次存取（读/写）操作到该操作完成所需的时间。
t
t1
TA
t2
含义 CPU发出读操作命令t1，到取出数据t2的时间之差。