5 存储器

5 存储器

存储器类型

1. 随机访问存储器 (RAM):
   • 特点: 可读、可写，断电时数据会丢失。
   • 类型:
     • 静态 RAM (SRAM):
       • 特点: 不需要刷新，数据在断电前会保持，不会丢失；结构简单，速度快，但容量相对较小。
     • 动态 RAM (DRAM):
       • 特点: 需要定期刷新以保持数据，尽管容量大，但存储速度较慢，因为其结构较复杂。
2. 只读存储器 (ROM):
   • 特点: 只能读取，无法写入新的信息，即使在断电后数据也不会丢失。
   • 类型:
     • 掩膜式 ROM: 厂商在生产时一次性将信息写入，后续无法更改。
     • 可编程只读存储器 (PROM): 由用户一次性写入信息，写入后无法更改。
     • 可擦可编程只读存储器 (EPROM): 用户可以写入数据，能否擦除数据依赖于紫外线的照射，擦除后可重新写入。

存储器容量计算

公式:

$\text{存储器容量} = 2^{\text{地址数}}\times\text{存储单元的位数}$

• 存储单元的"字长"等同于I/O数据线的位数。
• 单位:
  • 字节 (Byte, 简写为 B)
  • 位 (bit, 简写为 b)，1B = 8b

问题示例

• 问: 某芯片地址数为16位，存储字长为8位，则存储容量为？ 解答: 地址数为16位，表示可以寻址 $2^{16} = 65536$ 个地址。每个地址的存储字长为8位，即1 Byte。所以总存储容量为 $65536 \times 1B = 65536B = 64KB$。

存储器扩展方法

1. 位扩展：增加I/O数以扩展存储字长。
2. 字扩展：增加存储字的数量，通常通过片选信号进行地址选择，扩展地址范围。

例: 使用多个2K×8的存储器扩展为8K×8的系统。

• 分析:
  • 需要使用4片2K×8的存储器。
  • 低位地址线和数据线相连，CPU的高2位地址进行译码。

译码方式

1. 全译码法:
   • 使用所有高位地址线的信号生成片选信号，保证地址连续唯一，避免地址重叠。
   • 例如，如果CPU地址总线为16位，存储芯片容量为8KB，使用全译码可以寻址到64KB的存储器。
2. 部分译码法:
   • 只对部分高位地址进行译码，生成片选信号。
3. 线选法:
   • 直接利用高位地址作为片选信号，低位地址会与存储器的地址相连。