“21天好习惯”第一期-7

计算机组成原理–主存储器

主存储器简称主存，就是我们通常熟知的内存，它是计算机硬件的一个重要部件，其作用是存放指令和数据，并能由中央处理器（CPU）直接随机存取。主存储器一般采用半导体存储器，与辅助器相比有容量小、读写速度快、价格高等特点。
半导体只读存储器
只读存储器（ROM）所存数据，一般是在装入整机前事先写好的。整机工作过程中只能从只读存储器中读出事先存储的数据，而不是像随机存储器那样能快速地、方便地加以改写。由于ROM所存数据比较稳定、不易改变，即使在断电后所存数据也不会改变，而且它的结构也比较简单，读出又比较方便，因而ROM常用于存储各种固定程序和数据。
1.掩模只读存储器
掩模ROM在制造时，生产厂家利用掩模技术把数据写入存储器中，一旦ROM制成，其存储的数据就固定不变，无法更改。掩模只读存储器（MROM）电路结构包含存储矩阵、地址译码器和输出缓冲器三个部分。
MROM具有存储的信息一次写入后不能再修改，灵活性差，信息固定不变，可靠性高，生产周期长，只适合定型批量生产的特点。
2.可编程只读存储器
PROM（可编程只读存储器）是可编程ROM，只能进行一次写入操作（与ROM相同），可以在出厂后，由用户使用特殊电子设备进行写入。PROM的整体结构和掩模ROM一样，也由地址译码器、存储矩阵和输出电路组成。
3.可擦除的可编程只读存储器
PROM的内容一旦写入则无法更改，而且只可以写一次，为了能够经常修改存储的内容，满足设计的要求，需要能多次修改的ROM，这就是可擦除重写的ROM。这种擦除分为紫外线擦除（EPROM）和电擦除E^2PROM，及快闪存储器。
EPROM和前面的PROM在总体结构上没有大的区别，只是存储单元不同，采用叠栅注入MOS管作为存储单元。
4。电可擦可编程只读存储器
电可擦可编程只读存储器是一种掉电后数据不丢失的存储芯片。E^2PROM可以在计算机上或专用设备上擦除已有信息，重新编程。一般用在即插即用。
半导体随机存储器
在单片机系统中，数据存储器用于存放可随时修改的数据。数据存储器扩展使用随机存储器芯片，随机存储器简称RAM。对RAM可以进行读/写两种操作，但RAM是易失性存储器，断电后所存信息消失。
按其工作方式，RAM又分为静态RAM和动态RAM两种。静态RAM只要电源加电信息就能保存；而动态RAM使用的是动态存储单元，需要不断进行刷新以便周期性地再生才能保存信息。动态RAM的集成密度高，集成同样的位容量，动态RAM所占芯片面积只是静态RAM的四分之一；此外动态RAM的功耗，价格便宜。但扩展动态存储器只要增加出刷新电路。因此，适用于大型系统，在单片机系统中使用不多。
静态MOS存储器
1.静态MOS存储器结构
存储矩阵：它是由许多存储单元排列而成，每个存储单元都能存储1位二进制数据（1或0），在译码器和读/写电路的控制下，即可写入数据，也可读出数据。
2.静态MOS管存储单元
MOS管构成：静态存储单元是在静态触发器的基础上附加门控管而成，它是靠触发器的自保持功能存储数据的。
3.SRAM的读写时序
读取时间：是指从地址有效到数据稳定到外部数据总线上的时间。
（1）SRAM芯片进行读操作需要提供以下外部信号：地址信号、片选信号、读命令（R/W=1）。
SRAM芯片进行写操作需要提供以下外部信号：地址信号、片选信号、写命令（R/W=0）。
4.SRAM芯片与系统的连接
一个存储芯片内各个存储单元的高位地址是相同的，它决定了这个芯片在整个内存中占据的地址范围。所以，芯片的选片信号应该由高位地址译码产生。