靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(Static Random-Access Memory,SRAM)是隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的一種。所謂的“靜態(tài)”,是指這種存儲(chǔ)器只要保持通電,里面儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)就可以恒常保持。
1、 基本存儲(chǔ)元
基本存儲(chǔ)元是組成存儲(chǔ)器的基礎(chǔ)和核心,它用來存儲(chǔ)一位二進(jìn)制信息0或1。下圖一個(gè)是六管SRAM存儲(chǔ)元的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
它是由兩個(gè)CMOS反相器交叉耦合而成的觸發(fā)器,一個(gè)存儲(chǔ)元存儲(chǔ)一位二進(jìn)制代碼。這種電路有兩個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài),并且A,B兩點(diǎn)的電位總是互為相反的,因此它能表示一位二進(jìn)制的1和0。下面我們來分析說明該存儲(chǔ)元的讀寫操作實(shí)現(xiàn)過程。
2、SRAM存儲(chǔ)器的組成
下圖為SRAM存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)框圖。
其內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)是:
存儲(chǔ)體:存儲(chǔ)單元的集合,通常用X選擇線(行線)和Y選擇線(列線)的交叉來選擇所需要的單元。
地址譯碼器:將用二進(jìn)制代碼表示的地址轉(zhuǎn)換成輸出端的高電位,用來驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的讀寫電路,以便選擇所要訪問的存儲(chǔ)單元。地址譯碼有兩種方式。
單譯碼:適用于小容量存儲(chǔ)器,一個(gè)地址譯碼器
雙譯碼:適用于大容量存儲(chǔ)器,X向和Y向兩個(gè)譯碼器。
驅(qū)動(dòng)器: 雙譯碼結(jié)構(gòu)中,在譯碼器輸出后加驅(qū)動(dòng)器,驅(qū)動(dòng)掛在各條X方向選擇線上的所有存儲(chǔ)元電路。
I/O電路:處于數(shù)據(jù)總線和被選用的單元之間,控制被選中的單元讀出或?qū)懭?,放大信息?/p>
片選: 在地址選擇時(shí),首先要選片,只有當(dāng)片選信號(hào)有效時(shí),此片所連的地址線才有效。
輸出驅(qū)動(dòng)電路: 為了擴(kuò)展存儲(chǔ)器的容量,常需要將幾個(gè)芯片的數(shù)據(jù)線并聯(lián)使用;另外存儲(chǔ)器的讀出數(shù)據(jù)或?qū)懭霐?shù)據(jù)都放在雙向的數(shù)據(jù)總線上。這就用到三態(tài)輸出緩沖器。
3、存儲(chǔ)器與CPU連接
CPU對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀/寫操作,首先由地址總線給出地址信號(hào),然后要發(fā)出讀操 作或?qū)懖僮鞯目刂菩盘?hào),最后在數(shù)據(jù)總線上進(jìn)行信息交流,要完成地址線的連接、數(shù)據(jù)線的連接和控制線的連接。
存儲(chǔ)器芯片的容量是有限的,為了滿足實(shí)際存儲(chǔ)器的容量要求,需要對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行擴(kuò)展。主要方法有:
★ 位擴(kuò)展法
★ 字?jǐn)U展法
★ 字位同時(shí)擴(kuò)展法
★ 位擴(kuò)展法:
只加大字長(zhǎng),而存儲(chǔ)器的字?jǐn)?shù)與存儲(chǔ)器芯片字?jǐn)?shù)一致,對(duì)片子沒有選片要求使用。下圖為8K×1的RAM存儲(chǔ)器芯片,組成8K×8位的存儲(chǔ)器連接結(jié)構(gòu)圖。
★ 字?jǐn)U展法:
僅在字向擴(kuò)充,而位數(shù)不變。需由片選信號(hào)來區(qū)分各片地址。下圖是用16K×8位的芯片采用字?jǐn)U展法組成64K×8位的存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器連接結(jié)構(gòu)圖。
★ 字位同時(shí)擴(kuò)展法:
一個(gè)存儲(chǔ)器的容量假定為M×N位,若使用L×k 位的芯片(L<M,k<N),需要在字向和位向同時(shí)進(jìn)行擴(kuò)展。此時(shí)共需要(M/L×(N/k)個(gè)存儲(chǔ)器芯片。
4、存儲(chǔ)器的讀、寫周期
在與CPU連接時(shí),CPU的控制信號(hào)與存儲(chǔ)器的讀、寫周期之間的配合問題是非常重要的。
讀周期: 讀周期與讀出時(shí)間是兩個(gè)不同的概念。讀出時(shí)間是從給出有效地址到外部數(shù)據(jù)總線上穩(wěn)定地出現(xiàn)所讀出的數(shù)據(jù)信息所經(jīng)歷的時(shí)間。讀周期時(shí)間則是存儲(chǔ)片進(jìn)行兩次連續(xù)讀操作時(shí)所必須間隔的時(shí)間,它總是大于或等于讀出時(shí)間。
寫周期: 要實(shí)現(xiàn)寫操作,要求片選CS和寫命令WE信號(hào)都為低,并且CS信號(hào)與WE信號(hào)相“與”的寬度至少應(yīng)為tW。
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