當前位置:首頁 » 服務存儲 » 存儲器晶元淺談
擴展閱讀
webinf下怎麼引入js 2023-08-31 21:54:13
堡壘機怎麼打開web 2023-08-31 21:54:11

存儲器晶元淺談

發布時間: 2023-03-09 06:16:27

『壹』 存儲器的分類及其各自的特點

存儲器(Memory)是現代信息技術中用於保存信息的記憶設備。其概念很廣,有很多層次,在數字系統中,只要能保存二進制數據的都可以是存儲器;在集成電路中,一個沒有實物形式的具有存儲功能的電路也叫存儲器,如RAM、FIFO等;在系統中,具有實物形式的存儲設備也叫存儲器,如內存條、TF卡等。計算機中全部信息,包括輸入的原始數據、計算機程序、中間運行結果和最終運行結果都保存在存儲器中。它根據控制器指定的位置存入和取出信息。有了存儲器,計算機才有記憶功能,才能保證正常工作。計算機中的存儲器按用途存儲器可分為主存儲器(內存)和輔助存儲器(外存),也有分為外部存儲器和內部存儲器的分類方法。外存通常是磁性介質或光碟等,能長期保存信息。內存指主板上的存儲部件,用來存放當前正在執行的數據和程序,但僅用於暫時存放程序和數據,關閉電源或斷電,數據會丟失。
存儲器的分類特點及其應用
在嵌入式系統中最常用的存儲器類型分為三類:
1.隨機存取的RAM;
2.只讀的ROM;
3.介於兩者之間的混合存儲器
1.隨機存儲器(Random Access Memory,RAM)
RAM能夠隨時在任一地址讀出或寫入內容。 RAM的優點是讀/寫方便、使用靈活;
RAM的缺點是不能長期保存信息,一旦停電,所存信息就會丟失。 RAM用於二進制信息的臨時存儲或緩沖存儲
2.只讀存儲器(Read-Only Memory,ROM)
ROM中存儲的數據可以被任意讀取,斷電後,ROM中的數據仍保持不變,但不可以寫入數據。
ROM在嵌入式系統中非常有用,常常用來存放系統軟體(如ROM BIOS)、應用程序等不隨時間改變的代碼或數據。
ROM存儲器按發展順序可分為:掩膜ROM、可編程ROM(PROM)和可擦寫可編程ROM(EPROM)。
3. 混合存儲器
混合存儲器既可以隨意讀寫,又可以在斷電後保持設備中的數據不變。混合存儲設備可分為三種:
EEPROM NVRAM FLASH
(1)EEPROM
EEPROM是電可擦寫可編程存儲設備,與EPROM不同的是EEPROM是用電來實現數據的清除,而不是通過紫外線照射實現的。
EEPROM允許用戶以位元組為單位多次用電擦除和改寫內容,而且可以直接在機內進行,不需要專用設備,方便靈活,常用作對數據、參數等經常修改又有掉電保護要求的數據存儲器。
(2) NVRAM
NVRAM通常就是帶有後備電池的SRAM。當電源接通的時候,NVRAM就像任何其他SRAM一樣,但是當電源切斷的時候,NVRAM從電池中獲取足夠的電力以保持其中現存的內容。
NVRAM在嵌入式系統中使用十分普遍,它最大的缺點是價格昂貴,因此,它的應用被限制於存儲僅僅幾百位元組的系統關鍵信息。
(3)Flash
Flash(閃速存儲器,簡稱快閃記憶體)是不需要Vpp電壓信號的EEPROM,一個扇區的位元組可以在瞬間(與單時鍾周期比較是一個非常短的時間)擦除。
Flash比EEPROM優越的方面是,可以同時擦除許多位元組,節省了每次寫數據前擦除的時間,但一旦一個扇區被擦除,必須逐個位元組地寫進去,其寫入時間很長。
存儲器工作原理
這里只介紹動態存儲器(DRAM)的工作原理。

工作原理
動態存儲器每片只有一條輸入數據線,而地址引腳只有8條。為了形成64K地址,必須在系統地址匯流排和晶元地址引線之間專門設計一個地址形成電路。使系統地址匯流排信號能分時地加到8個地址的引腳上,藉助晶元內部的行鎖存器、列鎖存器和解碼電路選定晶元內的存儲單元,鎖存信號也靠著外部地址電路產生。
當要從DRAM晶元中讀出數據時,CPU首先將行地址加在A0-A7上,而後送出RAS鎖存信號,該信號的下降沿將地址鎖存在晶元內部。接著將列地址加到晶元的A0-A7上,再送CAS鎖存信號,也是在信號的下降沿將列地址鎖存在晶元內部。然後保持WE=1,則在CAS有效期間數據輸出並保持。
當需要把數據寫入晶元時,行列地址先後將RAS和CAS鎖存在晶元內部,然後,WE有效,加上要寫入的數據,則將該數據寫入選中的存貯單元。

存儲器晶元
由於電容不可能長期保持電荷不變,必須定時對動態存儲電路的各存儲單元執行重讀操作,以保持電荷穩定,這個過程稱為動態存儲器刷新。PC/XT機中DRAM的刷新是利用DMA實現的。首先應用可編程定時器8253的計數器1,每隔1⒌12μs產生一次DMA請求,該請求加在DMA控制器的0通道上。當DMA控制器0通道的請求得到響應時,DMA控制器送出到刷新地址信號,對動態存儲器執行讀操作,每讀一次刷新一行。

『貳』 簡述SRAM,DRAM型存儲器的工作原理

個人電腦的主要結構:
顯示器
主機板
CPU
(微處理器)
主要儲存器
(記憶體)
擴充卡
電源供應器
光碟機
次要儲存器
(硬碟)
鍵盤
滑鼠
盡管計算機技術自20世紀40年代第一台電子通用計算機誕生以來以來有了令人目眩的飛速發展,但是今天計算機仍然基本上採用的是存儲程序結構,即馮·諾伊曼結構。這個結構實現了實用化的通用計算機。
存儲程序結構間將一台計算機描述成四個主要部分:算術邏輯單元(ALU),控制電路,存儲器,以及輸入輸出設備(I/O)。這些部件通過一組一組的排線連接(特別地,當一組線被用於多種不同意圖的數據傳輸時又被稱為匯流排),並且由一個時鍾來驅動(當然某些其他事件也可能驅動控制電路)。
概念上講,一部計算機的存儲器可以被視為一組「細胞」單元。每一個「細胞」都有一個編號,稱為地址;又都可以存儲一個較小的定長信息。這個信息既可以是指令(告訴計算機去做什麼),也可以是數據(指令的處理對象)。原則上,每一個「細胞」都是可以存儲二者之任一的。
算術邏輯單元(ALU)可以被稱作計算機的大腦。它可以做兩類運算:第一類是算術運算,比如對兩個數字進行加減法。算術運算部件的功能在ALU中是十分有限的,事實上,一些ALU根本不支持電路級的乘法和除法運算(由是使用者只能通過編程進行乘除法運算)。第二類是比較運算,即給定兩個數,ALU對其進行比較以確定哪個更大一些。
輸入輸出系統是計算機從外部世界接收信息和向外部世界反饋運算結果的手段。對於一台標準的個人電腦,輸入設備主要有鍵盤和滑鼠,輸出設備則是顯示器,列印機以及其他許多後文將要討論的可連接到計算機上的I/O設備。
控制系統將以上計算機各部分聯系起來。它的功能是從存儲器和輸入輸出設備中讀取指令和數據,對指令進行解碼,並向ALU交付符合指令要求的正確輸入,告知ALU對這些數據做那些運算並將結果數據返回到何處。控制系統中一個重要組件就是一個用來保持跟蹤當前指令所在地址的計數器。通常這個計數器隨著指令的執行而累加,但有時如果指令指示進行跳轉則不依此規則。
20世紀80年代以來ALU和控制單元(二者合成中央處理器,CPU)逐漸被整合到一塊集成電路上,稱作微處理器。這類計算機的工作模式十分直觀:在一個時鍾周期內,計算機先從存儲器中獲取指令和數據,然後執行指令,存儲數據,再獲取下一條指令。這個過程被反復執行,直至得到一個終止指令。
由控制器解釋,運算器執行的指令集是一個精心定義的數目十分有限的簡單指令集合。一般可以分為四類:1)、數據移動(如:將一個數值從存儲單元A拷貝到存儲單元B)2)、數邏運算(如:計算存儲單元A與存儲單元B之和,結果返回存儲單元C)3)、條件驗證(如:如果存儲單元A內數值為100,則下一條指令地址為存儲單元F)4)、指令序列改易(如:下一條指令地址為存儲單元F)
指令如同數據一樣在計算機內部是以二進制來表示的。比如說,10110000就是一條Intel
x86系列微處理器的拷貝指令代碼。某一個計算機所支持的指令集就是該計算機的機器語言。因此,使用流行的機器語言將會使既成軟體在一台新計算機上運行得更加容易。所以對於那些機型商業化軟體開發的人來說,它們通常只會關注一種或幾種不同的機器語言。
更加強大的小型計算機,大型計算機和伺服器可能會與上述計算機有所不同。它們通常將任務分擔給不同的CPU來執行。今天,微處理器和多核個人電腦也在朝這個方向發展。
超級計算機通常有著與基本的存儲程序計算機顯著區別的體系結構。它們通常由者數以千計的CPU,不過這些設計似乎只對特定任務有用。在各種計算機中,還有一些微控制器採用令程序和數據分離的哈佛架構(Harvard
architecture)。

『叄』 計算機內存儲器分為哪兩種,談談其主要作用

1、磁芯存儲器:

是隨機存取計算機存儲器的主要形式。這種存儲器通常被稱為核心存儲器,或者非正式地稱為核心存儲器。

核心使用微小的磁環(環),核心通過線程來寫入和讀取信息。
每個核心代表一點信息。 磁芯可以以兩種不同的方式(順時針或逆時針)磁化,存儲在磁芯中的位為零或一,取決於磁芯的磁化方向。

布線被布置成允許單個芯被設置為1或0,並且通過向所選擇的導線發送適當的電流脈沖來改變其磁化。 讀取內核的過程會導致內核重置為零,從而將其擦除。
這稱為破壞性讀數。 在不進行讀寫操作時,即使關閉電源,內核也會保持最後的值。 這使它們成為非易失性的。

2、半導體存儲器(semi-conctor memory):

是一種以半導體電路作為存儲媒體的存儲器,內存儲器就是由稱為存儲器晶元的半導體集成電路組成。

按其功能可分為:隨機存取存儲器(簡稱RAM)和只讀存儲器(只讀ROM)。體積小、存儲速度快、存儲密度高、與邏輯電路介面容易。

(3)存儲器晶元淺談擴展閱讀

早期的計算機最常見的存儲器是各種磁芯製成的。這種磁芯存儲器已被微型集成電路塊上的半導體存儲器所取代。磁芯存儲器是華裔王安於1948年發明的(注)。最初的磁芯存儲器只有幾百個位元組的容量。

磁芯的英文名稱就是core,磁芯存儲器就叫作core memory。雖然磁芯存儲器已經被淘汰,但一些人還是出於習慣把內存叫做core。

在鐵氧體磁環里穿進一根導線,導線中流過不同方向的電流時,可使磁環按兩種不同方向磁化,代表「1」或「0」的信息便以磁場形式儲存下來。

最常見的核心存儲器形式,X /
Y線重合電流,用於計算機的主存儲器,由大量小環形亞鐵磁陶瓷鐵氧體(磁芯)組成網格結構(組織為「堆疊「稱為平面的層」,電線穿過核心中心的孔。

在早期系統中有四條線:X,Y,Sense和Inhibit,但後來的核心將後兩條線組合成一條Sense
/
Inhibit線。每個環形線圈存儲一位(0或1)。每個平面中的一個位可以在一個周期內被訪問,因此一個字數組中的每個機器字被分布在一堆「平面」上。

每個平面將並行操作一個字的一位,允許在一個周期內讀取或寫入完整的字。

『肆』 存儲晶元包括

存儲晶元,是嵌入式系統晶元的概念在存儲行業的具體應用。因此,無論是系統晶元還是存儲晶元,都是通過在單一晶元中嵌入軟體,實現多功能和高性能,以及對多種協議、多種硬體和不同應用的支持。按照不同的技術,存儲器晶元可以細分為EPROM、EEPROM、SRAM、DRAM、FLASH、MASK ROM和FRAM等。
存儲器技術是一種不斷進步的技術,隨著各種專門應用不斷提出新的要求,新的存儲器技術也層出不窮,每一種新技術的出現都會使某種現存的技術走進歷史,因為開發新技術的初衷就是為了消除或減弱某種特定存儲器產品的不足之處。
例如,快閃記憶體技術脫胎於EEPROM,它的一個主要用途就是為了取代用於PC機BIOS的EEPROM晶元,以便方便地對這種計算機中最基本的代碼進行更新。 盡管目前非揮發性存儲器中最先進的就是快閃記憶體,但技術卻並未就此停步。
生產商們正在開發多種新技術,以便使快閃記憶體也擁有像DRAM和SDRAM那樣的高速、低價、壽命長等特點。總之,存儲器技術將會繼續發展,以滿足不同的應用需求。就PC市場來說,更高密度、更大帶寬、更低功耗、更短延遲時間、更低成本的主流DRAM技術將是不二之選。
而在其它非揮發性存儲器領域,供應商們正在研究快閃記憶體之外的各種技術,以便滿足不同應用的需求,未來必將有更多更新的存儲器晶元技術不斷涌現。

『伍』 常用存儲器片選控制方法有哪幾種它們各有什麼優缺點

行選擇,部分解碼,全部解碼。

線路選擇電路簡單,但會造成地址Z棧、空間利用率低和特定編程不宜編織。

全解碼具有較高的晶元利用率和無地址棧,但電路比選線方法復雜得多。

部分解碼介於兩者之間,也可以產生一定程度的地址棧,但存在一個相對相鄰的地址空間。

(5)存儲器晶元淺談擴展閱讀

存儲器是用來存儲程序和各種數據信息的存儲器。記憶可分為兩類:初級記憶(簡稱初級記憶或BAI)和輔助記憶(簡稱輔助記憶或外部記憶)。它是主存,直接與CPU交換信息。

在主存儲器中收集存儲單元的載體稱為存儲體。存儲器中的每個單元都可以保存由二進制代碼表示的一串信息。信息的總比特數稱為存儲單元的字長。存儲單元的地址與存儲在其中的信息相對應。存儲單元的位置只有一個固定地址,存儲在其中的信息可以被替換。

『陸』 存儲器的結構組成

微機系統中主存儲器通常由若干存儲晶元及相應的存儲控制組織而成,並通過存儲匯流排(數據匯流排、地址匯流排和控制匯流排)與CPU及其他部件相聯系,以實現數據信息、控制信息的傳輸。由於存儲器晶元的容量有限,實際應用中對存儲器的字長和位長都會有擴展的要求。