只读存储器及并行存储器

一、只读存储器

1.只读存储器概述

“只读”的意思是在其工作时只能读出，不能写入。然而其中存储的原始效据，必须在它工作以前与人。只读存储器由寸工作可靠，保密性强，在计算机系统中得到广泛的应用。

更新ROM存储内容的操作实际上不是“写入”，而是编程。

2.只读存储器主要有两类：

●掩模 ROM ：掩模 ROM 实际上是一个存储内容固定的 ROM ，生产厂家提供产品。

●可编程 ROM ：用户后写入内容，有些可以多次写入。又可分为一次性编程的ROM(OTP ROM 紫外线擦除PROM(离线擦除))和多次编程的 EPROM 和E＾2PROM(在线擦除)。

闪速(Flash)存储器(闪存)也属于电可擦、可在线编程的非易失性只读存储器。(在不拆机的情况下擦除、写入)

NOR闪存(线性闪存)：随机读出任意地址的内容

NAND闪存(非线性闪存)：非随机访问的存储器(不是顺序读取)，适用于大容量存储设备，如存储卡、优盘(USB闪存盘)、固态盘等

写保护：不允许写入内容

二、并行存储器

由于 CPU 和主存储器之间在速度上是不匹配的，这种情况便成为限制高速计算机设计的主要问题。一般可使用芯片技术、结构技术及系统结构技术来加速存储器访问速度。为了提高 CPU 和主存之间的数据传输率，除了主存采用更高速的技术来缩短读出时间外，还可以采用并行技术的存储器。

1.双端口存储器

早期的计算机系统以 CPU 为中心。机器内部各个部件之间的信息传递都受 CPU 控制， I/O 设备与主存之间的信息交换也经过 CPU 的运算器。这种结构严重影响了 CPU 效能的发挥，故以内存为中心的系统逐渐取代了以 CPU 为中心的结构。

这种以内存为中心的结构要求不仅 CPU 可以访问主存，而且其他部件（如 I / O 设备）也可不经 CPU 而直接与主存交换信息。这样，多个部件都可以与主存交换信息，使主存的访问次数明显增多。而传统的存储器在任一时刻只能进行一个读或写操作，不能被多个部件同时访问。为了进一步扩展主存的信息交换能力，提出了多口存储器结构。

1)双端口存储器的逻辑结构

双端口存储器由于同一个存储器具有两组相互独立的读写控制电路而得名。由于进行并行的独立操作，因而是一种高速工作的存储器，在科研和工程中非常有用。

UB:高位字节

LB：低位字节

优点：数据传输快

缺点：控制逻辑电路复杂

2)无冲突读写控制

当两个端口的地址不相同时，在两个端口上进行读写操作，一定不会生沖突。
3)有冲突读写控制
当两个端口同时存取存储器同一存储单元时，便发生读写冲突(至少有一个为写)。

为解决此问题，特设置了 BUSY 标志。此时他裁逻辑可以根据两个端口的地址匹配或片选使能信号有效的时间决定对哪个端口进行存取。判断方式有以下两种。

(1）如果地址匹配且在 CE非之前有效，片上的控制逻辑在 CEL非和 CER 非之间进行判断来选择端口（ CE非判断)。

(2）如果 CE非在地址匹配之前变低，片上的控制逻辑在左、右地址间进行判断来选择端口（地址有效判断）

无论采用哪种判断方式，延迟端口的 BUSY 非标志都将置位而关闭此端口，而当允许存取的端口完成操作时，延迟端口 BUSY 非标志才进行复位而打开此端口。

2.多模块交叉存储器

1)存储器的模块化组织

一个由若干个模块组成的主存储器是线性编址的。这些地址在各模块中如何安排，有两种方式：一种是顺序方式，一种是交叉方式

内存地址：顺序：模块在高位，字在低位

交叉：字在高位，模块在高位

顺序方式的地址在物理及逻辑上都是连续的，交叉方式的地址在物理上不连续，但在逻辑上是连续的

2)多模块交叉存储器的基本结构
下图为四模块交叉存储器结构框图。主存被分成4个相互独立、容量相同的模块MO,M1,M2,M3，每个模块都有自己的读写控制电路、地址寄存器和数据寄存器，各自以等同的方式与 CPU 传送信息。在理想情况下如果程序段或数据块都是连续地在主存中存取，那么将大大提高主存的访问速度。

四模块交叉存储器结构框图

流水线方式存取示意图

t顺序=mT

t交叉=T+(m-1)τ

取值范围：00000--11111

转化为十六进制：00H--1FH

3)二模块交叉存储器举例

二模块交叉存储器方框图

无等待状态成块存取示意图

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