储存器是拿来储存数据的集成电路或介质,常见的储存器有半导体储存器是拿来储存数据的集成电路或介质,常见的储存器有半导体储存器是拿来储存数据的集成电路或介质,常见的储存器有半导体储存器储存器储存器(((ROMROMROM、、、RAMRAMRAM))、光储存器光储存器光储存器(如(如CDCDCD、、、VCDVCDVCD、、、MOMOMO、、、MDMDMD、、、DVDDVDDVD))磁介质储存器(如磁带、磁盘、硬盘)等。储存器是计算机极为重要的磁介质储存器(如磁带、磁盘、硬盘)等。储存器是计算机极为重要的磁介质储存器(如磁带、磁盘、硬盘)等。储存器是计算机极为重要的组成部份,有了它计算机才具有储存信息的功能,组成部份,有了它估算机才具有储存信息的功能,组成部份,有了它计算机才具有储存信息的功能,使计算机可以脱离人使计算机可以脱离人使计算机可以脱离人的控制手动工作。的控制手动工作。的控制手动工作。单片机系统中主要使用的储存器是半导体储存器,从单片机系统中主要使用的储存器是半导体存储器,从单片机系统中主要使用的储存器是半导体储存器,从使用功能上,可分为随机存取储存器(使用功能上,可分为随机存取储存器(使用功能上,可分为随机存取储存器(RAMRAMRAM)和只读储存器()和只读储存器()和只读储存器(ROMROMROM))两类。
两类。两类。RAMRAMRAM主要用于储存各类现场数据、中间估算结果,以及主机与主要用于储存各类现场数据、中间估算结果,以及主机与主要用于储存各类现场数据、中间估算结果,以及主机与外设交换信息等,它的储存单元的内容既可读出,又可写入。外设交换信息等,它的储存单元的内容既可读出,又可写入。外设交换信息等,它的储存单元的内容既可读出,又可写入。ROMROMROM储存的信息只能读出,不能写入,如储存的信息只能读出,不能写入,如储存的信息只能读出,不能写入,如PCPCPC机显卡上的储存机显卡上的储存机显卡上的储存BIOSBIOSBIOS程序的程序的程序的芯片就是芯片就是芯片就是ROMROMROM储存器。储存器。储存器。2.3.1 2.3.1 2.3.1 RAMRAMRAM储存器储存器储存器RAMRAMRAM储存器是指断电时信息会遗失的储存器,储存器是指断电时信息会遗失的储存器,储存器是指断电时信息会遗失的储存器,而且这些储存器可以并且这些储存器可以并且这些储存器可以现场快速地更改信息,所以现场快速地更改信息,所以现场快速地更改信息,所以RAMRAMRAM储存器是可读写储存器,通常都作为储存器是可读写储存器,通常都作为储存器是可读写储存器,通常都作为数据储存器使用,数据储存器使用,数据储存器使用,拿来储存现场输入的数据或则储存可以修改的运行程拿来储存现场输入的数据或则储存可以修改的运行程拿来储存现场输入的数据或则储存可以修改的运行程序和数据。
按照其工作原理不同,可分为以下两类:基于触发器原理的序和数据。按照其工作原理不同,可分为以下两类:基于触发器原理的序和数据。按照其工作原理不同,可分为以下两类:基于触发器原理的静态读写储存器静态读写储存器静态读写储存器(((SRAMSRAMSRAM,,,Static RAMStatic RAMStatic RAM)和基于分布电容电荷储存原理)和基于分布电容电荷储存原理)和基于分布电容电荷储存原理的动态读写储存器动态读写储存器动态读写储存器(((DRAMDRAMDRAM,,,Dynamic RAMDynamic RAMDynamic RAM)。通常通常通常SRAMSRAMSRAM用于仅须要大于用于仅须要大于用于仅须要大于64KB64KB64KB数据储存器的小系统或作为大系数据储存器的小系统或作为大系数据储存器的小系统或作为大系统中高速缓冲储存器;而统中高速缓冲储存器;而统中高速缓冲储存器;而DRAMDRAMDRAM常用于须要小于常用于须要小于常用于须要小于64KB64KB64KB的大系统,这的大系统,这的大系统,这样刷新电路的附加成本会被大容量的样刷新电路的附加成本会被大容量的样刷新电路的附加成本会被大容量的DRAMDRAMDRAM低帧率、低成本等利益所低帧率、低成本等利益所低帧率、低成本等利益所补偿补偿补偿SRAMSRAMSRAM的基本结构如图所示。
的基本结构如图所示。的基本结构如图所示。RAMRAMRAM的结构大体由三部份组成:地址混频器,储存矩阵,输入的结构大体由三部份组成:地址混频器,储存矩阵,输入的结构大体由三部份组成:地址混频器,储存矩阵,输入///输输出电路。出电路。出电路。 SRAM SRAM SRAM的基本结构的基本结构的基本结构1. 地址混频方法地址解调方法地址解调方法地址解调有两种形式,一种是单解调形式,或称为字结构形式;另地址解调有两种形式,一种是单解调形式,或称为字结构形式;另地址解调有两种形式,一种是单解调形式,或称为字结构形式;另一种是双解调形式,或称为一种是双解调形式,或称为一种是双解调形式,或称为X-YX-YX-Y解调结构。解调结构。解调结构。1111)单解调形式)单解调形式)单解调形式)单解调形式161616位的储存器共有位的储存器共有位的储存器共有646464个储存单元,排列成个储存单元,排列成个储存单元,排列成161616阵,每位方块表示一个储存单元。电路设有阵,每位方块表示一个储存单元。电路设有阵,每位方块表示一个储存单元。电路设有44根地址线,可轮询根地址线,可轮询根地址线,可轮询22=161616个地址逻辑单元,个地址逻辑单元,个地址逻辑单元,若把每位字的所有若把每位字的所有若把每位字的所有44位看成一个逻辑单元,位看成一个逻辑单元,位看成一个逻辑单元,使每位逻辑单元的个逻辑单元的个逻辑单元的44个储存单元具有相同的地址码,解调电路输出的这个储存单元具有相同的地址码,解调电路输出的这个储存单元具有相同的地址码,解调电路输出的这161616根字线正好可以选择根字线正好可以选择根字线正好可以选择161616个逻辑单元。
每选中一个地址,对应字线的个逻辑单元。每选中一个地址,对应字线的个逻辑单元。每选中一个地址,对应字线的44位储存单元同时被选中。位储存单元同时被选中。位储存单元同时被选中。选中的储存单元将与数据位线连通,选中的储存单元将与数据位线连通,选中的储存单元将与数据位线连通,即可根据即可根据即可根据要求实现读或写操作了。要求实现读或写操作了。要求实现读或写操作了。 161616位单解调储存器结构位单解调储存器结构位单解调储存器结构右图是一个双解调结构的右图是一个双解调结构的右图是一个双解调结构的161616的地址解调储存器。视每位字的的地址解调储存器。视每位字的的地址解调储存器。视每位字的11位储存单元构成一个逻辑单元,图中每位方块表示一个逻辑单元。位储存单元构成一个逻辑单元,图中每位方块表示一个逻辑单元。位储存单元构成一个逻辑单元,图中每位方块表示一个逻辑单元。161616个可轮询逻辑单元排列成个可轮询逻辑单元排列成个可轮询逻辑单元排列成44的矩阵,为减轻地址解调电路的输出的矩阵,为减轻地址解调电路的输出的矩阵,为减轻地址解调电路的输出数目,采用双重解调结构,每位地址解调的输出线数为数目,采用双重解调结构,每位地址解调的输出线数为数目,采用双重解调结构,每位地址解调的输出线数为22码方法需码方法需码方法需161616根地址输出线)。
图中根地址输出线)。图中根地址输出线)。图中A0A0A0、、、A1A1A1是行地址码,是行地址码,是行地址码,A2A2A2、、、A3A3A3地址码。行、列地址经检波后分别输出地址码。行、列地址经混频后分别输出地址码。行、列地址经混频后分别输出44根字线根字线根字线X0X0X0~~~X3X3X3和和和Y0Y0Y0~~~Y3Y3Y3。。字线控制矩阵中的每一行是否与位线连通,字线控制矩阵中的每一行是否与位线连通,字线控制矩阵中的每一行是否与位线连通,一行中到底那个逻辑单元一行中到底那个逻辑单元一行中到底那个逻辑单元被选中则由被选中则由被选中则由YY字线控制。被选中的单元将与数据线连通,以交换信息。字线控制。被选中的单元将与数据线连通,以交换信息。字线控制。被选中的单元将与数据线连通,以交换信息。图2.3.3 2.3.3 2.3.3 双混频结构地址混频储存器双混频结构地址混频储存器双混频结构地址混频储存器2. 读写控制电路读写控制电路读写控制电路RAMRAMRAM结构中,读出和写入的数据线是公用的,为控制电路中数结构中,读出和写入的数据线是公用的,为控制电路中数结构中,读出和写入的数据线是公用的,为控制电路中数据的流向,筹建了专门的读写控制电路。
据的流向,筹建了专门的读写控制电路。据的流向,筹建了专门的读写控制电路。读写控制电路读写控制电路读写控制电路门门门G1G1G1、、、G2G2G2是控制讯号为高电平有效的三态门,是控制讯号为高电平有效的三态门,是控制讯号为高电平有效的三态门,I/O线即为线即为线即为RAMRAMRAM的的外接数据总线。在控制讯号的作用下,外接数据总线。在控制讯号的作用下,外接数据总线。在控制讯号的作用下,它可以和储存单元的内部数据线它可以和储存单元的内部数据线它可以和储存单元的内部数据线DD接通或断掉。接通或断掉。接通或断掉。当片选讯号当片选讯号当片选讯号CS = 0CS = 0CS = 0有效时,有效时,有效时,读写控制讯号读写控制讯号读写控制讯号WEWEWE可以控制讯号的流向。可以控制讯号的流向。可以控制讯号的流向。若WE WE WE = 时,外电路向储存器读取数据,门时,外电路向储存器读取数据,门时,外电路向储存器读取数据,门G4G4G4导通地址译码信号有什么用,输出高电平,导通,输出高电平,导通,输出高电平,门门门G3G3G3截至,截至,截至,对应输出给三态门对应输出给三态门对应输出给三态门G1G1G1的控制讯号无效,的控制讯号无效,的控制讯号无效,G1G1G1输出高阻状态,输出高阻状态,输出高阻状态,G2G2G2开启,开启,开启,DD上的数据通过上的数据通过上的数据通过G2G2G2送到总线送到总线送到总线I/O上,实现读操作。实现读操作。实现读操作。当当当WE = 0WE = 0WE = 0时,情况正好和上面相反地址译码信号有什么用,这时时,情况正好和上面相反,这时时,情况正好和上面相反,这时G1G1G1开启,开启,开启,G2G2G2输出高阻状态,数据只能输出高阻状态,数据只能输出高阻状态,数据只能