微机原理第5章存储器.ppt

微机原理第5章存储器
第一节：计算机存储器系统
全联映像方式
第一节：计算机存储器系统
直接映像方式
第一节：计算机存储器系统
第二节：存储系统基本概念和性能指标
第二节：存储系统基本概念和性能指标
X
类和原理
第三节：存储系统的分类和原理
3. 1 ROM
第三节：存储系统的分类和原理
掩模式ROM
第三节：存储系统的分类和原理
OTP-ROM
第三节：存储系统的分类和原理
EPROM
Erasable Programmable Read-Only Memory
特点：芯片的上方有一个石英玻璃的窗口，通过紫外线照射，芯片电路中的浮空晶栅上的电荷会形成光电流泄漏走，使电路恢复起始状态，从而将写入的信号擦去。
第三节：存储系统的分类和原理
EPROM
第三节：存储系统的分类和原理
E2PROM
电可擦除可编程的ROM（E2PROM）
Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory
应用特性：
（1）对硬件电路没有特殊要求，编程简单。
（2）采用＋5V电源擦写的E2PROM，通常不需要设置单独的擦除操作，可在写入过程中自动擦除。
（3）E2PROM器件大多是并行总线传输的
第三节：存储系统的分类和原理
E2PROM
第三节：存储系统的分类和原理
. 随机存取存储器 RAM
1） RAM也称读写存储器，对该存储器内部的任何一个存储单元，既可以读出（取），也可以写入（存）；
2）存取用的时间与存储单元所在的物理地址无关；
3）主要用作主存，也可作为高速缓存使用； 通常说的内存容量均指RAM容量。
4）一般RAM芯片掉电时信息将丢失，目前有内带电池芯片，掉电后信息不丢失的RAM，称为非易失性RAM（NVRAM）。
5）微机中大量使用MOS型（按制造工艺分成MOS型和双极型）RAM芯片。
6）按集成电路内部结构不同，RAM又可以分为静态RAM和动态RAM。
第三节：存储系统的分类和原理
静态 RAM (SRAM)
典型的静态RAM芯片：6116（2KB×8位）、6264（8KB×8位）、62256（32KB×8位）、628128（128KB×8位）等。
第三节：存储系统的分类和原理
动态 RAM (DRAM)
第三节：存储系统的分类和原理
非易失RAM
从1972年到现在，半导体存储器在RAM中占有绝对统治的地位，它与CPU同步发展，半节距从250nm缩小到90nm，单片容量从1KB提升到32MB，存储密度提高了几千万倍
近十年来对非易失性存储器的研究工作取得了长足的进步，其中最突出的成就是闪存的应用。在一些对速度要求不是特别高的系统中，内存和外存已经合而为一，统一使用闪存了。不过，因为闪存只是在擦除数据时放电速度很快，而在写入数据时需要一个较长的充电时间，想提升其存取速度是很困难的，因此在主流的电脑中闪存还只能充当外存的角色。
第三节：存储系统的分类和原理
非易失RAM - Flash
第三节：存储系统的分类和原理
闪存的原理
非易失RAM – Flash
第三节：存储系统的分类和原理
Samsung 32Gb闪存芯片
非易失RAM - Flash
第三节：存储系统的分类和原理
同样作为非易失性存储器的MRAM速度为25ns，PCM的速度最快，为5ns（200MHz）。MRAM是靠磁场翻转来实现0和1的转换，理论上速度可与SRAM相匹敌，且没有读写寿命的限制。但是，由于工艺上一直未能突破尺寸和存储密度上的约束，目前单颗MRAM芯片的容量最多也只有512KB。PCM也是依靠材料的特性变化以记录数字信息，记忆原理与光盘刻录相似。PCM的核心是一小片特殊材质合金，可以在两种结构之间改变，不同的结构有不同的电阻，要改变PCM的状态，也是透过电力加热核心然后停止加热，藉由快速停止或缓慢停止加热，将会导致PCM进入无定形（amorphous）或水晶（crystalline）两种状态。
非易失RAM - MRAM
第三节：存储系统的分类和原理
MRAM  compared with DRAM
非易失RAM - MRAM
第三节：存储系统的分类和原理
非易失RAM - MRAM