計算機組成原理 7

2021-07-12 03:06:58 字數 2306 閱讀 6736

1.儲存器的邏輯結構

按層次結構自上而下,訪問時間逐漸變長,儲存容量變大,**便宜。

對主存的要求能夠迅速相應cpu的讀寫請求,半導體儲存器是目前的首選。

半導體儲存器分類

隨機訪問儲存器:大多數斷電後丟失其儲存內容所以也稱易失性儲存器,共分為三類靜態ram,動態ram,非易失性ram。

唯讀儲存器:斷電後沒事,可程式設計rom,紫外光擦除可程式設計rom,電擦除可程式設計rom,閃爍可擦除可程式設計rom和掩膜rom。

隨機儲存器的工作原理

把大量儲存單元電路按一定的形式排列起來,就構成儲存體,把儲存體和位址解碼與驅動電路,讀寫放大電路及時序控制電路整合在一塊矽片上,就是儲存元件。通過封裝,通過引腳引出位址線,資料線,控制線,電源地線,就製成了半導體儲存器晶元,一般有兩種結構字片式和位片式。

選中儲存單元陣列的一行,與該行中的每乙個儲存單元電路的輸出端相連的讀寫控制電路這時同時工作,從而對對乙個儲存單元的所有位同時讀寫。cs為片選訊號。

位片式,為雙解碼方式,對行列交叉處的儲存單元讀寫。兩個mos控制該列是否選中。

tms4116晶元

單管動態mos儲存單元電路構成的隨機訪問儲存器晶元。16k*1位,儲存器位址碼採用分時復用技術,分兩次把14位位址送人晶元。低7位送到行位址緩衝器鎖存,高7位送到列位址鎖存。當某個單元執行讀寫操作時,該單元所在行其餘的127個儲存電路也將自動進行讀寫,這實質是一次重新整理操作。

在讀寫之前,使φ1=0,φ2=1,t3t4截止,t5導通,使讀出放大器兩端w1w2處於相同點位。讀寫時,有預菜單元選擇線和被選行側之分,假設w2一側為被選,這樣w2輸出高或低電平,並經io緩衝器輸出,並回送到原電路,使資訊再生。寫入時,就在被選電路的儲存電容充電荷即可。

動態儲存器的重新整理方式

1.集中式:讀寫操作之後專門留有一段時間用於所有儲存單元電路的重新整理,稱它為cpu的死區。

2.分布式:系統對儲存器的訪問週期是儲存器本身的2倍。每乙個系統週期將所有行刷一遍。

3,非同步式:在指定的時間內只刷一遍,一次刷一行。

dram訪問模式

sram和rom的訪問週期和訪問週期相同,而dram不一樣,它存在ras訊號變為無效後呈高電平,這需要一段時間預衝電路。為了消除dram的預衝時間的負面效果,將2個dram記憶體條安排在一起使用,cpu交替訪問這兩個記憶體條。

標準模式:先給行後給列,重複

頁模式:頁指每行包括的儲存單元電路的個數,即列數。先給行,然後按列順序來,直到該頁的最後乙個列位址,然後再給行,當然支援頁模式的dram也支援標準的。

靜態列模式:在訪問某一行的所有列,不再需要給出cas訊號,訪問某一行第一列,採用標準時間,接著給出列位址,之後列位址在儲存晶元外的乙個自動暫存器不斷增量。核心就是ras和cs片選訊號不變,改變的只是列位址。

半字模式:給出行給出列,cas在有效與無效之間切換,連續讀出一行的4位。這樣就不需要晶元外部的計數器電路。讀完4位之後衝一下能。

儲存晶元與cpu連線

位址訊號線,資料訊號線,控制訊號線。

一塊記憶體晶元容量有限,將多塊連線起來遵循上述三個方面。在搭建儲存器時,選用的單塊晶元在單元數和位數有差距,所以需要擴建。位擴充套件:將所有儲存晶元的位址訊號,片選訊號,讀寫控制訊號併聯起來,資料線單獨拉出來接到cpu資料匯流排額對應位。字擴充套件:所有晶元位址,資料,讀寫控制線並連起來,片選訊號(高位位址解碼)區分被選中晶元。

多種資料傳輸

儲存器按照cpu指令,與cpu之間傳輸8,16,32,64位資料的情況。

2.輔助儲存器

容量大,成本低,可以離線儲存資訊。目前有磁表面儲存器和光儲存器。

磁表面儲存器:將某些磁性材料均勻的塗敷在載體表面,形成0.3~0.5um的磁層。

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