RAM即隨�(jī)存取存儲�,也稱隨�(jī)存儲器或隨機(jī)讀/寫存儲器。RAM可以方便快速地直接從中任意存取出一個數(shù)�(jù)字或?qū)�?shù)�(jù)字存入任一單元。這種存儲器在斷電時將丟失其存儲內(nèi)�,故主要用于存儲短時間使用的程序�
RAM主要有存儲矩�、地址譯碼器和讀/寫控制電路(I/O控制電路)三部分組成�
1.存儲矩陣(數(shù)�(jù)線)
上圖中點(diǎn)畫線框內(nèi)的美國小方塊都代表一個存儲單�,可以存�1位二值代�,存儲單元可以是靜態(tài)的(觸發(fā)器),也可以是動�(tài)的(動態(tài)MOS存儲單元)。這些存儲單元一般都按陣列形式排�,形成存儲矩陣,其目的是使地址譯碼更簡��
2.地址譯碼器(地址線)
分行地址譯碼器和列地址譯碼器兩部分�
3.片選與I/O控制電路(控制線�
�(dāng)一片RAM集成塊不能滿足存儲容量的要求時,可以用若干片RAM連接成一個存儲容量更大的滿足要求的RAM,擴(kuò)大存儲容量的方法,通常有位�(kuò)展和�?jǐn)U展兩��
1.位�(kuò)�
存儲器芯片的字長多數(shù)�1��4��8位等。當(dāng)�(shí)際的存儲系統(tǒng)的字長超過存儲器芯片的字長時,需要�(jìn)行位�(kuò)��
位擴(kuò)展方法:芯片的并�(lián)(地址�、控制線共用,數(shù)�(jù)線合�)
例如:下圖為用兩�8K×8位的芯片�(shí)�(xiàn)�8K×16位的存儲器�
2.字?jǐn)U�
方法:地址�、數(shù)�(jù)線和讀寫控制線連接在一�,而外加譯碼器控制各個芯片的片選�(/CS)。下圖是四片8K×8 位RAMà32K×8 ��
圖中,譯碼器的輸入是高位地址A14、A13,譯碼器的輸出連接各片RAM的片選信�。若A14A13=01,則RAM(2)片的/CS=0,其余各片RAM�/CS均為1,故選中第二�。讀出的�(nèi)容則由低位地址A12~A0決定。顯�,四片RAM輪流工作,任何時候,只有一片RAM處于工作狀�(tài),整個系�(tǒng)�?jǐn)?shù)�(kuò)大了四�,而字長仍為八位�
1、隨�(jī)存取
所謂“隨�(jī)存取�,指的是�(dāng)存儲器中的消息被讀取或?qū)懭霑r,所需要的時間與這段信息所在的位置無關(guān)。相對的,讀取或?qū)懭腠樞蛟L問(Sequential Access)存儲設(shè)備中的信息時,其所需要的時間與位置就會有�(guān)系(如磁帶)�
2、易失�
�(dāng)電源�(guān)閉時RAM不能保留�(shù)�(jù)。如果需要保存數(shù)�(jù),就必須把它們寫入一個長期的存儲�(shè)備中(例如硬盤)。RAM和ROM相比,兩者的區(qū)別是RAM在斷電以后保存在上面的數(shù)�(jù)會自動消失,而ROM不會�
3、高訪問速度
�(xiàn)代的隨機(jī)存取存儲器幾乎是所有訪問設(shè)備中寫入和讀取速度最快的,取存延遲也和其他涉及機(jī)械運(yùn)作的存儲�(shè)備相�,也顯得微不足道�
4、需要刷�
�(xiàn)代的隨機(jī)存取存儲器依賴電容器存儲�(shù)�(jù)。電容器充滿電后代表1(二�(jìn)�),未充電的代�0。由于電容器或多或少有漏電的情形,若不作特別處理,數(shù)�(jù)會漸漸隨時間流失。刷新是指定期讀取電容器的狀�(tài),然后按照原來的狀�(tài)重新為電容器充電,彌�(bǔ)流失了的電荷。需要刷新正好解釋了隨機(jī)存取存儲器的易失��
5、對靜電敏感
正如其他精細(xì)的集成電�,隨�(jī)存取存儲器對�(huán)境的靜電荷非常敏感。靜電會干擾存儲器內(nèi)電容器的電荷,引致數(shù)�(jù)流失,甚至燒壞電路。故此觸碰隨�(jī)存取存儲器前,應(yīng)先用手觸摸金屬接��
1.靜�(tài)存儲單元(SRAM�
●存儲原理:由觸�(fā)器存儲數(shù)�(jù)
●單元結(jié)�(gòu):六管NMOS或CMOS�(gòu)�
●優(yōu)�(diǎn):速度�、使用簡單、不需刷新、靜�(tài)功耗極�;常用作Cache
●缺�(diǎn):元件數(shù)�、集成度�、功耗大
●常用的SRAM集成芯片�6116(2K×8�)�6264(8K×8�)�62256(32K×8�)�2114(1K×4�)
2.動�(tài)存儲單元(DRAM�
●存貯原理:利用MOS管柵極電容可以存儲電荷的原理,需刷新(早期:三管基本單元;現(xiàn)在:單管基本單元�
●刷�(再生):為及時�(bǔ)充漏掉的電荷以避免存儲的信息丟失,必須定時給柵極電容�(bǔ)充電荷的操作
●刷新時間:定期�(jìn)行刷新操作的時間。該時間必須小于柵極電容自然保持信息的時間(小于2ms)�
●優(yōu)�(diǎn)� 集成度遠(yuǎn)高于SRAM、功耗低,價格也�
●缺�(diǎn):因需刷新而使外圍電路�(fù)�;刷新也使存取速度較SRAM慢,所以在計算�(jī)�,DRAM常用于作主存儲器�
盡管如此,由于DRAM存儲單元的結(jié)�(gòu)簡單,所用元件少,集成度�,功耗低,所以目前已成為大容量RAM的主流產(chǎn)品�