‘壹’ 设计一个16位的存储器需要哪些元件
组成存储器最基本单元的是二进制记忆元件,它能存储1个二进制位,称为 C.bit 。
‘贰’ 存储器的基本结构原理
存储器单元实际上是时序逻辑电路的一种。按存储器的使用类型可分为只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM),两者的功能有较大的区别,因此在描述上也有所不同
存储器是许多存储单元的集合,按单元号顺序排列。每个单元由若干三进制位构成,以表示存储单元中存放的数值,这种结构和数组的结构非常相似,故在VHDL语言中,通常由数组描述存储器
结构
存储器结构在MCS - 51系列单片机中,程序存储器和数据存储器互相独立,物理结构也不相同。程序存储器为只读存储器,数据存储器为随机存取存储器。从物理地址空间看,共有4个存储地址空间,即片内程序存储器、片外程序存储器、片内数据存储器和片外数据存储器,I/O接口与外部数据存储器统一编址
存储器是用来存储程序和各种数据信息的记忆部件。存储器可分为主存储器(简称主存或内存)和辅助存储器(简称辅存或外存)两大类。和CPU直接交换信息的是主存。
主存的工作方式是按存储单元的地址存放或读取各类信息,统称访问存储器。主存中汇集存储单元的载体称为存储体,存储体中每个单元能够存放一串二进制码表示的信息,该信息的总位数称为一个存储单元的字长。存储单元的地址与存储在其中的信息是一一对应的,单元地址只有一个,固定不变,而存储在其中的信息是可以更换的。
指示每个单元的二进制编码称为地址码。寻找某个单元时,先要给出它的地址码。暂存这个地址码的寄存器叫存储器地址寄存器(MAR)。为可存放从主存的存储单元内取出的信息或准备存入某存储单元的信息,还要设置一个存储器数据寄存器(MDR)
‘叁’ 存储器的类型
根据存储材料的性能及使用方法的不同,存储器有几种不同的分类方法。1、按存储介质分类:半导体存储器:用半导体器件组成的存储器。磁表面存储器:用磁性材料做成的存储器。
下面我们就来了解一下存储器的相关知识。
存储器大体分为两大类,一类是掉电后存储信息就会丢失,另一类是掉电后存储信息依然保留,前者专业术语称之为“易失性存储器”,后者称之为“非易失性存储器”。
1 RAM
易失性存储器的代表就是RAM(随机存储器),RAM又分SRAM(静态随机存储器)和DRAM(动态随机存储器)。
SRAM
SRAM保存数据是靠晶体管锁存的,SRAM的工艺复杂,生产成本高,但SRAM速度较快,所以一般被用作Cashe,作为CPU和内存之间通信的桥梁,例如处理器中的一级缓存L1 Cashe, 二级缓存L2 Cashe,由于工艺特点,SRAM的集成度不是很高,所以一般都做不大,所以缓存一般也都比较小。
DRAM
DRAM(动态随机存储器)保存数据靠电容充电来维持,DRAM的应用比SRAM更普遍,电脑里面用的内存条就是DRAM,随着技术的发展DRAM又发展为SDRAM(同步动态随机存储器)DDR SDRAM(双倍速率同步动态随机存储器),SDRAM只在时钟的上升沿表示一个数据,而DDR SDRAM能在上升沿和下降沿都表示一个数据。
DDR又发展为DDR2,DDR3,DDR4,在此基础上为了适应移动设备低功耗的要求,又发展出LPDDR(Low Power Double Data Rate SDRAM),对应DDR技术的发展分别又有了LPDDR2, LPDDR3, LPDDR4。
目前手机中运行内存应用最多的就是 LPDDR3和LPDDR4,主流配置为3G或4G容量,如果达到6G或以上,就属于高端产品。
2 ROM
ROM(Read Only Memory)在以前就指的是只读存储器,这种存储器只能读取它里面的数据无法向里面写数据。所以这种存储器就是厂家造好了写入数据,后面不能再次修改,常见的应用就是电脑里的BIOS。
后来,随着技术的发展,ROM也可以写数据,但是名字保留了下来。
ROM中比较常见的是EPROM和EEPROM。
EPROM
EPROM(Easerable Programable ROM)是一种具有可擦除功能,擦除后即可进行再编程的ROM内存,写入前必须先把里面的内容用紫外线照射IC上的透明视窗的方式来清除掉。这一类芯片比较容易识别,其封装中包含有“石英玻璃窗”,一个编程后的EPROM芯片的“玻璃窗”一般使用黑色不干胶纸盖住, 以防止遭到紫外线照射。
EPROM (Easerable Programable ROM)
EPROM存储器就可以多次擦除然后多次写入了。但是要在特定环境紫外线下擦除,所以这种存储器也不方便写入。
EEPROM
EEPROM(Eelectrically Easerable Programable ROM),电可擦除ROM,现在使用的比较多,因为只要有电就可擦除数据,再重新写入数据,在使用的时候可频繁地反复编程。
FLASH
FLASH ROM也是一种可以反复写入和读取的存储器,也叫闪存,FLASH是EEPROM的变种,与EEPROM不同的是,EEPROM能在字节水平上进行删除和重写而不是整个芯片擦写,而FLASH的大部分芯片需要块擦除。和EEPROM相比,FLASH的存储容量更大。
FLASH目前应用非常广泛,U盘、CF卡、SM卡、SD/MMC卡、记忆棒、XD卡、MS卡、TF卡等等都属于FLASH,SSD固态硬盘也属于FLASH。
NOR FLAHS & NAND FLASH
Flash又分为Nor Flash和Nand Flash。
Intel于1988年首先开发出Nor Flash 技术,彻底改变了原先由EPROM和EEPROM一统天下的局面;随后,1989年,东芝公司发表了Nand Flash 结构,强调降低每比特的成本,有更高的性能,并且像磁盘一样可以通过接口轻松升级。
Nor Flash与Nand Flash不同,Nor Flash更像内存,有独立的地址线和数据线,但价格比较贵,容量比较小;而Nand Flash更像硬盘,地址线和数据线是共用的I/O线,类似硬盘的所有信息都通过一条硬盘线传送一样,而且Nand Flash与Nor Flash相比,成本要低一些,而容量大得多。
如果闪存只是用来存储少量的代码,这时Nor Flash更适合一些。而Nand Flash则是大量数据存储的理想解决方案。
因此,Nor Flash型闪存比较适合频繁随机读写的场合,通常用于存储程序代码并直接在闪存内运行,Nand Flash型闪存主要用来存储资料,我们常用的闪存产品,如U盘、存储卡都是用Nand Flash型闪存。
在Nor Flash上运行代码不需要任何的软件支持,在Nand Flash上进行同样操作时,通常需要驱动程序。
目前手机中的机身内存容量都比较大,主流配置已经有32G~128G存储空间,用的通常就是Nand Flash,另外手机的外置扩展存储卡也是Nand Flash。
‘肆’ 计算机的存储器分为
计算机的存储器分为内存储器和外存储器。
计算机的存储器可分成内存储器和外存储器。内存储器在程序执行期间被计算机频繁地使用,并且在一个指令周期期间是可直接访问的。外存储器要求计算机从一个外贮藏装置例如磁带或磁盘中读取信息。
存储器的主要功能是存放程序和数据。程序是计算机操作的依据,数据是计算机操作的对象。为了实现自动计算,各种信息必须预先存放在计算机内的某个地方,这个地方就是存储器。
存储器的主要功能:
存储器的主要功能就是读写,对于随机存取存储器、闪存、先进先出存储器以及先进后出存储器来说,主要功能是读、写,而对于只读存储器来说,主要功能就只有读,是没有写的。存储器可以是一张卡,也可以是软盘,可以是活动的,也可以是固定的,可以用于保存图像。
存储器按存储介质分类:
1、半导体存储器。
存储元件由半导体器件组成的存储器称为半导体存储器。它的优点是体积小、功耗低、存取时间短。
2、MOS半导体存储器。
具有高集成度的特点,并且制造简单,成本低廉,功耗小,故双极型(叮L)半导体存储器:具有高速的特点。
3、磁表面存储器。
磁表面存储器是在金属或塑料基体的表面上涂一层磁性材料作为记录介质,工作时磁层随载磁体高速运转,用磁头在磁层上进行读、写操作,故称为磁表面存储器。特点:存储器具有非易失性的特点。
4、光盘存储器。
光盘存储器是应用激光在记录介质(磁光材料)上进行读、写的存储器,它的特点是光盘记录密度高、耐用性好、可靠性高和可互换性强。
‘伍’ 计算机的存储器有哪两种
电脑中的存储器大致可划分为两大类:一类是主存,即内存;一类是辅存,即外存。
二者的重要区别之一,就在于他们与CPU之间的物理连接方法不同。与CPU地址线直接相连的存储器就是内存,而通过接口与CPU间接相连的存储器就是外存。连接方式的不同,直接导致了二者与CPU之间通信方法的不同。
电脑中的存储器是用来存储计算机信息的。存储器是电脑系统不可缺少的组成部分之一。
(5)存储器元件名扩展阅读:
电脑存储器特点:
1、内存(主存)。内存又分为随机读写存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。前者主要用于大容量内存储器和调整缓冲存储器;后者用于存放专用的固定程序。
2、外存(辅存)。外存包括磁盘、磁带、光盘和U盘等,特点是容量大、价格低,但存取速度较低。磁盘是最常用的外存,一般分为软磁盘和硬磁盘两类。
硬盘属于外部存储器,机械硬盘由金属磁片制成,而磁片有记忆功能,所以储到磁片上的数据,不论在开机,还是关机,都不会丢失。
硬盘容量很大,已达TB级,尺寸有3.5、2.5、1.8、1.0英寸等,接口有IDE、SATA、SCSI等,SATA最普遍。移动硬盘是以硬盘为存储介质,强调便携性的存储产品。
市场上绝大多数的移动硬盘都是以标准硬盘为基础的,而只有很少部分的是以微型硬盘(1.8英寸硬盘等)为基础,但价格因素决定着主流移动硬盘还是以标准笔记本硬盘为基础。