随机存储器RAM课件

5.2随机存储器RAM5.2.1RAM的分类

随机存储器RAM按制造工艺不同可分为双极型和MOS型两大类。

RAM用晶体管触发器作为基本存储电路，故存取速度高，但功耗大，集成度较低。双极型RAM主要用于高速微型计算机，也用作高速缓冲存储器Cache。

MOS型RAM是用MOSRAM，与双极型RAM相比，其集成度较高而速度较低。1．静态RAM（SRAM——StaticRAM）

SRAM是用MOS管构成的R-S触发器作为基本存储电路，触发器的两个稳态分别表示存储内容为0和1。SRAM只有在写入新的数据时触发器的状态（信息）才变化，读操作不会改变其状态（信息）。但一旦SRAM芯片失电，其上所存储的所有信息将全部丢失，所以称SRAM上的信息是易失性、挥发性的。SRAM的特点：速度快，外围电路简单，但集成度低（存储容量小），功耗大。

2．动态RAM（DRAM——DynamicRAM）

DRAM是用MOS管栅极—衬底间的分布电容来存储信息的.由于存在泄漏电流，电容上储存的电荷（信息）不能长期保存，需要定期进行刷新，因而外围电路比较复杂。显然，DRAM上的信息也是易失性的。DRAM的特点是集成度高（存储容量大），功耗低，但速度慢，外围电路复杂。对外有四条引线：①X地址译码线，也称X（行）选择线，T5、T6为行选门控管②Y地址译码线，也称Y（列）选择线，T7、T8为列选门控管，只有当外部的地址选通信号（X线和Y线）有效时，才选中此存储电路③数据输入输出线I/O④数据输入输出线I/O按教材P179简要说明工作原理2．DRAM单管动态基本存储电路数据信息存储在MOS管栅极与衬底之间的分布电容C1上。若C1上存有电荷，表示信息为1，否则为0。由于漏电流存在，C1上的电荷经一段时间后就会泄放掉（一般为2mS），故不能长期保存信息。为了维持动态存储电路所存储的信息，必须使信息再生（即进行刷新）。按教材P179简要说明工作原理5.2.3

RAM的内部结构RAM的内部结构一般可分为存储体、地址译码器、输入输出（I/O）和控制电路4部分

1.存储体

存储体是存储器储存信息的主体，它由大量的基本存储电路按一定的规则组合而成。例如，容量为2K×8位的存储器芯片，一共有2K个存储单元，每个单元由8个基本存储电路组成，可以储存8位二进制信息，故该芯片的存储体共包含有

2×1024×8个基本存储电路。这些基本存储电路一般成矩阵排列，排列方法与地址译码方式有关。

2．地址译码存储器中的每一个存储单元都有一个对应的地址，CPU访问存储器的某一单元时，首先必须将该单元的地址经地址总线送到该存储器，经过译码后，才能找到该单元。存储器内的地址译码有两种方式：

(1)单译码方式地址译码只使用一个译码器，译码器的一个输出端选择一个存储单元（即一个字），故此输出线又称字线，一根字线选择某个字的所有位。采用单译码结构，n根地址输入线经全译码有2n个输出，用以选择2n个字（本例中有4根地址线A3～A0，可选择16个单元，即24=16）。随着存储字的增加，译码输出线及相应的驱动电路会急剧增加，存储器的体积和成本也将迅速增加，故单译码结构只用于小容量的存储器中。(2)双译码方式

在字数较多的存储器中，为了减少输出选择线的数目，一般采用双译码方式。在双译码方式中，将存储单元排列成矩阵形式，地址译码器分为两个（X译码和Y译码），即要在存储矩阵中选择某一存储单元是靠X、Y两个译码器的选择线的交点来确定的。例如，有一片1024×1位的存储器芯片，需10位地址（210=1024）。若用单译码方式，则需1024根选择线；若用双译码方式，X、Y方面各用5位地址码，则译码后各有32根选择线（25=32），它们的交点为1024个（32×32=1024），而选择线总共只有64根（如图5．6所示），因而选择线大大减少。3.I/O和控制电路I/O电路处于数据总线和存储体单元之间。由于数据总线可挂多种器件，并且数据可能写入RAM，也可能从RAM中读出，因此，I/O电路通常采用双向的三态门电路片选信号，低电平有效，用途：写允许信号5.2.4典型RAM芯片举例

1．Intel51256SRAM

Intel51256芯片是32K×8位SRAM，有32768个存储单元，每个单元存储8位二进制信息，用单一的5V电源。

Intel51256有8根数据输入/输出线D7～D0；有15根（215=32768）地址线A14～A0，其中9根用于行地址译码输入，6根用于列地址译码输入；有3根控制线：片选控制、输出允许和读写控制R/W。片选信号Intel21010芯片内部有1M个存储单元，每个单元存储1位二进制信息，因而要对它寻址，必须要有20根地址线（220=1M）。为了减少芯片的引脚数目，采用了行地址和列地址分时复用，对外只引出10根地址线A9～A0。利用多路转换开关，由行选通信号将先送入的10位地址存入片内行地址锁存器，由列选通信号将后送入的10位地址存入片内列地址锁存器，20根地址线选中一个存储单元。数据线Din和Dout分别用于对被选中单元的数据位进行输入和输出传送。读写操作由控