存儲器控制晶元
① 靜態存儲器晶元的控制信號如什麼信號
靜態存儲器晶元的控制信號如讀信號、寫信號、中斷響應信號、存儲器和I/O介面區分信號等。
SRAM存儲晶元即是靜態隨機存取存儲器。它具有靜止存取功能的存儲器晶元,它不需要刷新電路便能保存它內部存儲的所有數據。
SRAM存儲晶元主要應用於需要緩存比較小或對功耗有要求的系統。例如很多8 BIT 單片機,由於能支持的RAM存儲比較小,內部緩存又不夠;或者16 BIT MCU,支持的RAM比較大,但對低功耗有要求而無法用DRAM的系統。
② 存儲晶元的組成
存儲體由哪些組成
存儲體由許多的存儲單元組成,每個存儲單元裡面又包含若干個存儲元件,每個存儲元件可以存儲一位二進制數0/1。
存儲單元:
存儲單元表示存儲二進制代碼的容器,一個存儲單元可以存儲一連串的二進制代碼,這串二進制代碼被稱為一個存儲字,代碼的位數為存儲字長。
在存儲體中,存儲單元是有編號的,這些編號稱為存儲單元的地址號。而存儲單元地址的分配有兩種方式,分別是大端、大尾方式、小端、小尾方式。
存儲單元是按地址尋訪的,這些地址同樣都是二進制的形式。
MAR
MAR叫做存儲地址寄存器,保存的是存儲單元的地址,其位數反映了存儲單元的個數。
用個例子來說明下:
比如有32個存儲單元,而存儲單元的地址是用二進制來表示的,那麼5位二進制數就可以32個存儲單元。那麼,MAR的位數就是5位。
在實際運用中,我們 知道了MAR的位數,存儲單元的個數也可以知道了。
MDR
MDR表示存儲數據寄存器,其位數反映存儲字長。
MDR存放的是從存儲元件讀出,或者要寫入某存儲元件的數據(二進制數)。
如果MDR=16,,每個存儲單元進行訪問的時候,數據是16位,那麼存儲字長就是16位。
主存儲器和CPU的工作原理
在現代計算中,要想完成一個完整的讀取操作,CPU中的控制器要給主存發送一系列的控制信號(讀寫命令、地址解碼或者發送驅動信號等等)。
說明:
1.主存由半導體元件和電容器件組成。
2.驅動器、解碼器、讀寫電路均位於主存儲晶元中。
3.MAR、MDR位於CPU的內部晶元中
4.存儲晶元和CPU晶元通過系統匯流排(數據匯流排、系統匯流排)連接。
③ 存儲器晶元由哪些電路組成其作用是什麼
用2k*4的RAM晶元組成32KB的外擴存儲器,共需晶元32片。晶元指內含集成電路的矽片,體積很小,常常是計算機或其他電子設備的一部分。存儲器(Memory)是現代信息技術中用於保存信息的記憶設備。其概念很廣,有很多層次,在數字系統中,只要能保存二進制數據的都可以是存儲器;在集成電路中,一個沒有實物形式的具有存儲功能的電路也叫存儲器,如RAM、FIFO等;在系統中,具有實物形式的存儲設備也叫存儲器,如內存條、TF卡等。計算機中全部信息,包括輸入的原始數據、計算機程序、中間運行結果和最終運行結果都保存在存儲器中。
④ 在對存儲器晶元進行片選時,全解碼方式、部分解碼方式和線選方式各有何特點
計算機有五大部分:運算、控制、存儲器,輸入、輸出設備。
運算、控制,合稱為「中央控制單元(CPU)」。
CPU,必須外接存儲器晶元,才能工作。
早期,由於技術水平的原因,存儲器晶元的容量,不大。
那麼,就必須由多片存儲晶元,組裝在一起,才能滿足需求。
但是,各個存儲晶元,都應該獨立工作。
即:CPU 讀寫任何一個地址號碼,只許有一個存儲晶元配合工作。
絕不允許【兩個或多個晶元,同時讀出或寫入。】
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全解碼方式,是把全部的地址線,都連接到解碼電路。
這種方式,可以保證:
任意一個地址號碼,只對應一個存儲單元。
任意一個存儲單元,也只有唯一的地址號碼。
這樣的方式,最穩定可靠。只是電路復雜,成本高。
部分解碼方式,僅有部分地址線,連接到解碼器。有一些地址線未用。
此時,任意一個地址號碼,還是只對應一個存儲單元。
但是,未用的地址線,可以隨意的取 0 取 1。
那麼,任意一個存儲單元,就有了多個地址號碼。
因此,就增加了讀寫存儲單元的靈活性。編寫軟體時,就更加方便。
這種方式,電路簡單一些,只是實際的地址稍少一些。
線選法,不使用解碼電路,直接用高位地址線來發揮「解碼」功能。
作為「解碼」的功能,就必須令各個晶元單獨工作。
那麼,有些地址,有可能使得多片存儲晶元同時工作。
這樣的地址,就不可用了。
這種現象,就是多片晶元的地址,重疊在同一地址范圍了。
優點:電路簡單。
缺點:有【地址重疊】現象,可用地址較少。
⑤ 常用存儲器片選控制方法有哪幾種它們各有什麼優缺點
線選法,部分解碼法,全部解碼法。
線選法電路簡單,但是會造成地址z堆疊,空間利用率低且具體編程時不易編織;
全解碼法的晶元利用率高,不會出現地址堆疊,但是電路比起線選法復雜得多;
部分解碼法介於兩者之間,也會產生一定程度的地址堆疊,但是有相對連續的地址空間。
(5)存儲器控制晶元擴展閱讀:
存儲器是用來存儲程序和各種數據信息的記憶部件。存儲器可分為主存儲器(簡稱主存或內存)和輔助存儲器(簡稱輔存或外存)兩大類。和CPU直接交換信息的是主存。
主存中匯集存儲單元的載體稱為存儲體,存儲體中每個單元能夠存放一串二進制碼表示的信息,該信息的總位數稱為一個存儲單元的字長。存儲單元的地址與存儲在其中的信息是一一對應的,單元地址只有一個,固定不變,而存儲在其中的信息是可以更換的。
⑥ 內存儲器使用的半導體存儲晶元有哪些主要類型
◆存儲晶元(IC)的分類:
內存儲器按存儲信息的功能可分為隨機存儲器RAM(RandomAccess Memory)和只讀存儲器ROM(Read Only Memory)。 ROM中的信息只能被讀出,而不能被操作者修改或刪除,故一般用來存放固定的程序,如微機的管理、監控程序,匯編程序,以及存放各種表格等。
還有一種叫做可改寫的只讀存儲器EPROM(ErasaNe Pr。Brsmmable ROM),和一般的RoM的不同點在於它可以用特殊裝置擯除和重寫它的內容,一般用於軟體的開發過程。
RAM就是我們常說的內存,它主要用來存放各種現場的輸入、輸出數據,中間計算結果,以及與外存交換信息和作堆棧用。它的存儲單元的內容按需要既可以讀出,也可以寫入或改寫。
由於RAM由電子器件組成,只能暫時存放正在運行的數據和程序,一旦關閉電源或掉電,其中的數據就會消失。RAM現在多為Mos型半導體電路,它分為靜態和動態兩種。
靜態RAM是靠雙穩態觸發器來記憶信息的;動態RAM是靠Mos電路中的柵極電容來記憶信息的。由於電容上電荷會泄漏,需要定時給予補充,所以動態RAM要設置刷新電路,但它比靜態RAM集成度高、功耗低,從而成本也低,適於作大容量存儲器。所以主內存通常採用動態RAM,而高速緩沖存儲器(Cache)則使用靜態RAM。
●存儲IC的特點,具有體積小,重量輕,引出線和焊接點少,壽命長,可靠性高,性能好等優點,同時成本低,便於大規模生產。
⑦ 存儲器晶元屬於哪種集成電路
存儲器晶元屬於通用集成電路。
存儲晶元是嵌入式系統晶元的概念在存儲行業的具體應用。因此,無論是系統晶元還是存儲晶元,都是通過在單一晶元中嵌入軟體,實現多功能和高性能,以及對多種協議、多種硬體和不同應用的支持。
對存儲行業而言,存儲晶元主要以兩種方式實現產品化:
1、ASIC技術實現存儲晶元
ASIC(專用集成電路)在存儲和網路行業已經得到了廣泛應用。除了可以大幅度地提高系統處理能力,加快產品研發速度以外,ASIC更適於大批量生產的產品,根椐固定需求完成標准化設計。在存儲行業,ASIC通常用來實現存儲產品技術的某些功能,被用做加速器,或緩解各種優化技術的大量運算對CPU造成的過量負載所導致的系統整體性能的下降。
2、FPGA 技術實現存儲晶元
FPGA(現場可編程門陣列)是專用集成電路(ASIC)中級別最高的一種。與ASIC相比,FPGA能進一步縮短設計周期,降低設計成本,具有更高的設計靈活性。當需要改變已完成的設計時,ASIC的再設計時間通常以月計算,而FPGA的再設計則以小時計算。這使FPGA具有其他技術平台無可比擬的市場響應速度。
新一代FPGA具有卓越的低耗能、快速迅捷(多數工具以微微秒-百億分之一秒計算)的特性。同時,廠商可對FPGA功能模塊和I/O模塊進行重新配置,也可以在線對其編程實現系統在線重構。這使FPGA可以構建一個根據計算任務而實時定製軟核處理器。並且,FPGA功能沒有限定,可以是存儲控制器,也可以是處理器。新一代FPGA支持多種硬體,具有可編程I/O,IP(知識產權)和多處理器芯核兼備。這些綜合優點,使得FPGA被一些存儲廠商應用在開發存儲晶元架構的全功能產品。
⑧ 目前計算機使用的處理器和存儲器晶元主要是什麼電路
目前計算機使用的處理器和存儲器晶元主要是VLSI超大規模集成電路。
超大規模集成電路( Very Large Scale Integration Circuit,VLSI)是一種將大量晶體管組合到單一晶元的集成電路,其集成度大於大規模集成電路。
集成的晶體管數在不同的標准中有所不同。從1970年代開始,隨著復雜的半導體以及通信技術的發展,集成電路的研究、發展也逐步展開。
計算機里的控制核心微處理器就是超大規模集成電路的最典型實例,超大規模集成電路設計( VLSI design),尤其是數字集成電路,通常採用電子設計自動化的方式進行,已經成為計算機工程的重要分支之一。
(8)存儲器控制晶元擴展閱讀:
世界上超大規模集成電路廠(Integrated Circuit, 簡稱IC,台灣稱之為晶圓廠)主要集中分布於美國、日本、西歐、新加坡及台灣等少數發達國家和地區,其中台灣地區佔有舉足輕重的地位。
但由於近年來台灣地區歷經地震、金融危機、政府更迭等一系列事件影響,使得本來就存在資源匱乏、市場狹小、人心浮動的台灣島更加動盪不安,於是就引發了一場晶圓廠外遷的風潮。而具有幅員遼闊、資源充足、巨大潛在市場、充沛的人力資源供給等方面優勢的祖國大陸當然順理成章地成為了其首選的遷往地。
⑨ 主要的四種類型內部存儲器晶元是什麼
按照功能劃分,可以分為四種類型,主要是內存晶元、微處理器、標准晶元和復雜的片上系統(SoCs)。按照集成電路的類型來劃分,則可以分為三類,分別是數字晶元、模擬晶元和混合晶元。
從功能上看,半導體存儲晶元將數據和程序存儲在計算機和數據存儲設備上。隨機存取存儲器(RAM)晶元提供臨時的工作空間,而快閃記憶體晶元則可以永久保存信息,除非主動刪除這些信息。只讀存儲器(ROM)和可編程只讀存儲器(PROM)晶元不能修改。而可擦可編程只讀存儲器(EPROM)和電可擦只讀存儲器(EEPROM)晶元可以是可以修改的。
微處理器包括一個或多個中央處理器(CPU)。計算機伺服器、個人電腦(PC)、平板電腦和智能手機可能都有多個CPU。PC和伺服器中的32位和64位微處理器基於x86、POWER和SPARC晶元架構。而移動設備通常使用ARM晶元架構。功能較弱的8位、16位和24位微處理器則主要用在玩具和汽車等產品中。
標准晶元,也稱為商用集成電路,是用於執行重復處理程序的簡單晶元。這些晶元會被批量生產,通常用於條形碼掃描儀等用途簡單的設備。商用IC市場的特點是利潤率較低,主要由亞洲大型半導體製造商主導。
SoC是最受廠商歡迎的一種新型晶元。在SoC中,整個系統所需的所有電子元件都被構建到一個單晶元中。SoC的功能比微控制器晶元更廣泛,後者通常將CPU與RAM、ROM和輸入/輸出(I/O)設備相結合。在智能手機中,SoC還可以集成圖形、相機、音頻和視頻處理功能。通過添加一個管理晶元和一個無線電晶元還可以實現一個三晶元的解決方案。
晶元的另一種分類方式,是按照使用的集成電路進行劃分,目前大多數計算機處理器都使用數字電路。這些電路通常結合晶體管和邏輯門。有時,會添加微控制器。數字電路通常使用基於二進制方案的數字離散信號。使用兩種不同的電壓,每個電壓代表一個不同的邏輯值。
但是這並不代表模擬晶元已經完全被數字晶元取代。電源晶元使用的通常就是模擬晶元。寬頻信號也仍然需要模擬晶元,它們仍然被用作感測器。在模擬晶元中,電壓和電流在電路中指定的點上不斷變化。模擬晶元通常包括晶體管和無源元件,如電感、電容和電阻。模擬晶元更容易產生雜訊或電壓的微小變化,這可能會產生一些誤差。
混合電路半導體是一種典型的數字晶元,同時具有處理模擬電路和數字電路的技術。微控制器可能包括用於連接模擬晶元的模數轉換器(ADC),例如溫度感測器。而數字-模擬轉換器(DAC)可以使微控制器產生模擬電壓,從而通過模擬設備發出聲音。