计算机组成原理（第3版）唐朔飞著 知识点总结 第四章存储器
计算机组成原理（第3版）唐朔飞著 知识点总结 第四章存储器
- 第四章 存储器
- 一、 存储芯片
- 二、RAM（DRAM和SRAM）
- 三、ROM
- 1. 五种ROM
- 2. 存储器与CPU的连接
- 四、校验
- 1.奇偶校验
- 2.海（汉）明码校验
- 五、Cache
- 1.块号、块内地址
- 2.写Cache：
- 3.Cache映射：
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第四章 存储器
一、 存储芯片
一个存储体由多个存储单元构成，存储单元由存储元构成。直接存放二进制数据
MOS管理解为电控开关，电压达到某阈值时接通
每一个地址对应译码器的一根字选择线
地址寄存器与数据寄存器和存储体共同作用于时序控制逻辑电路
存储字长不是确定值
译码驱动由译码器与驱动器组成。驱动器接在译码器后保证译码器的高电平是稳定有效的
存储芯片的描述 【Byte为字节=8bit为位】
技术性能指标
1 存储容量
2存储速度【存取时间 存取周期】
3 存储带宽例： 一个64Kx8位的存储器可由32片16Kx1位的存储芯片组成
解析：(64K8)/(16K1) = 32片
1位代表存储字长为1bit，所以将其先转化成16Kx8位
16与64相差4倍，通过译码器再增加两根地址即可表示
所以最终需要48 = 32片*半导体存储芯片的译码驱动方式有两种：线选法和重合法
线选法占用太多线路：通过一根线获取水平方向一行的数据
重合法容量可以很大：行列交叉位置的数据
二、RAM（DRAM和SRAM）
- SRAM：静态RAM（双稳态触发器原理）
【短杠上只连接一根线的位置叫做栅极，给栅极高电平即可导通】
T1-T4组成了一个触发器
T5、T6：控制门管（若T5、T6被断开内部则无法选中）
Z：字线（选择存储单元）
（通过控制位线电平，来控制写入状态）
T1导通，T2截止 写1
T1截止，T2导通 写0
（通过读取位线电流，来读取状态）
位线1有电流，位线2无电流 读1
位线2有电流，位线1无电流 读0
写步骤(此时有电压差走交叉线路)：
① 字线给高电平（T5、T6都导通）
② 根据要写入的状态给两位线不同电平（H高L低）
读步骤(此时无电压差走耦合线路) ：
① 字线给高电平（T5、T6都导通）
② 两位线都给高电平
③ 检测电流
- 静态RAM的读写时序
- 读出的时候地址信号和片选信号必须稳定
- 读出的过程中地址信号和片选信号可以发生变化
- DRAM：动态RAM（栅极电容）集成度高、功耗低
读1：MOS管接通，电容放电，数据线上产生电流（电容放电是破坏性读出，还需重写操作）
读0：MOS管接通后，数据线上无电流
地址送两次，一次行地址，一次列地址
- 刷新
- 动态RAM的读写时序
三、ROM
1. 五种ROM
掩模ROM（MROM）
可编程ROM（PROM）（一次性编程）
熔丝连接为1，断开为0
EPROM（多次编程，紫外线擦除）
EEPROM（电可擦除存储器）
闪速存储器
2. 存储器与CPU的连接
- 存储器容量的扩展
1. 字扩展（地址线）
多个芯片的片选端，连接到扩展的地址线上
解释：多个芯片不能同时工作
2. 位扩展（数据线——增加存储字长）
各个存储芯片的片选线连在一起
解释：数据位扩展，多个芯片要同时工作，所以片选线要连在一起
3. 字位扩展
先扩展位，再扩展字。
扩展的位相当于分好了列，扩展后的位数为一组，同一组的芯片片选线连到一起
把这几组的片选线，连接到扩展的地址线上（片选译码器分出多个信号）
四、校验
1.奇偶校验
- 奇偶校验（高位放一位校验码）不能指出错误
加上最高位，1的个数是奇数个是奇校验，1的个数是偶数个是偶校验
2.海（汉）明码校验
- 海（汉）明码校验
五、Cache
1.块号、块内地址
主存：
块号 | 块内地址
块数 容量（块长）
Cache:
块号 | 块内地址
远小于主存 容量与主存一样
2.写Cache：
(1)写直达法：
优：始终保持一致
缺：增加访存次数
(2)写回法：
优：快
缺：成本高（增加的电路多）
3.Cache映射：
(1)直接映射：
优：直接简单
缺：利用率低，命中率低
(2)全相联映射：
优：资源利用自由
缺：成本高
(3)组相联映射：
先分组（直接映射）
后选块（全相联映射）
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