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ram中的存儲單元

按照資料存取的方式不同,ram中的存儲單元分為兩種:靜态存儲單元一靜态RAM(SRAM);動态存儲單元—動态RAM(DRAM)。

1.靜态存儲單元(SRAM):它由電源來維持資訊,如觸發器,寄存器等。

靜态存儲單元(SRAM)的典型結構:

ram中的存儲單元

T5、T6、T7、T8都是門控管,隻要栅極高電平,這些管子就工作在可變電阻區當作開關。

其中存儲單元通過T5、T6和資料線(位線)相連;資料線又通過T7、T8和再經輸入/輸出緩沖電路和輸入/輸出線相連接配接,以實作資訊的傳遞和交換。寫入資訊的操作過程,在第一次寫入資訊之前,存儲單元中的資訊是随機資訊。

假定要寫入資訊“1”:

1)位址碼加入,位址有效後,相對應的行選線X和列選線Ⅰ都為高電平,T5、T6、T7、T8導電;

2)片選信号有效

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(低電平);

3)寫入信号有效,這時三态門G2、G3為工作态,G1輸出高阻态,資訊“1”經G2、T7、T5達到Q端;經G3反相後資訊“O”經T8、T6達到

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。T4導電,T3截止,顯然資訊“1”已寫入了存儲單元。

假定要讀出資訊“1”:

1)通路該位址單元的位址碼有效;

2)片選有效

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=O;

3)讀操作有效R/

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=1;此時:三态門G1工作态,G2、G3高阻态,存儲單元中的資訊“1”經T5、T7、G1三态門讀出。

除上述NMOS結構的靜态SRAM以外,還有以下幾種類型的SRAM。

CMOS結構的SRAM:功耗更加低,存儲容量更加大。

雙極型結構SRAM:功耗較大,存取速度更加快。

2.動态存儲單元(DRAM)

靜态存儲單元存在靜态功耗,內建度做不高,是以存儲容量也做不大。動态存儲單元,利用了栅源間的MOS電容存儲資訊。其靜态功耗很小,因而存儲容量可以做得很大。靜态RAM功耗大和密度低,動态RAM功耗小和密度高。動态RAM需要定時重新整理,使用較複雜。

動态存儲單元(DRAM)的典型結構:

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門控管T3、T4、T5、T6、T7、T8 , C1、C2為MOS電容。

DRAM的讀/寫操作過程:

1) 通路該存儲單元的位址有效;2)片選信号有(未畫);3)發出讀出資訊或寫入新資訊的控制信号。

讀出操作時,令原資訊Q=1,C2充有電荷,位址有效後,行、列選取線高電平;加片選信号後,送讀出信号R=1,W=O;T4、T6、T8導電,經T4、T6、T8讀出。寫入操作時,假定原資訊為“0”,要寫入資訊“1”,該存儲單元的位址有效後,X、Y為高電平;在片選信号到達後,加寫入指令W=1,R=0,即“1。資訊經T7、T5、T3對C2充電。充至一定電壓後,T2導電,C1放電,T1截止,是以,Q變為高電平,“1”資訊寫入到了該存儲單元中。如果寫入的資訊是“o”則原電容上的電荷不變。

動态RAM 的重新整理:由于DRAM靠MOS電容存儲資訊。當該資訊長時間不處理時,電容上的電荷将會因漏電等原因而逐漸的損失,進而造成存儲資料的丢失。及時補充電荷是動态RAM中一個十分重要的問題。補充充電的過程稱為“重新整理”一Refresh,也稱“再生”。

補充充電的過程:加預充電脈沖∅、預充電管T9、T10導電,CO1,C02很快充電至VDD,∅撤銷後,CO1,CO2上的電荷保持。然而進行讀出操作:位址有效,行、列選線X、Y高電平;R=1,W=0進行讀出操作,如果原資訊為Q=“1”,說明MOS電容C2有電荷,C1沒有電荷(即T2導電,T1截止);這時CO1上的電荷将對C2補充充電,而CO2上的電荷經T2導電管放掉,結果對C2實作了補充充電。讀出的資料仍為,

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,則 DO=1。

實際在每進行一次讀出操作之前,必須對DRAM安排一次重新整理,即先加一個預充電脈沖,然後進行讀出操作。同時在不進行任何操作時,CPU也應該每隔一定時間對動态RAM進行一次補充充電(一般是2mS時間),以彌補電荷損失。

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