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随机存储器

www.jg79.ooo 2014/2/12 16:59:48 来源:中国电力电子产业网 电力电子论坛

  RAM是Random Access Memory的缩写,通常称为随机存储器,也称为读写存储器。它的特点是在工作过程中,数据可以随时写入和读出,使用灵活方便,但所存数据在断电后消失。RAM按着工作原理分为静态随机存储器SRAM(Static Random Access Memory)和动态随机存储器DRAM(Dynamic Random Access Memory)两种。

  24.2.1 静态RAM的结构和工作原理

  RAM电路由地址译码器、存储矩阵和读/写控制电路组成,RAM的读、写操作由读/写控制电路管理。RAM的方框图如图24-2-1所示,RAM中的核心是基本存储单元,其结构有双极型和MOS型两种,不过双极型的已经很少使用了。SRAM只要不断电,信号存储以后就不会丢失。

  24.2.1.1 存储矩阵

  SRAM的存储矩阵由许多存储单元构成,每个存储单元存放一位二进制码,“0”或“1”。与ROM 存储单元不同的是,RAM存储单元的数据不是预先固定的,而是由外部的信息决定的。要存储这些信息,RAM存储单元必须具有记忆功能的电路,如触发器等电路构成。

  24.2.1.2 地址译码器

  地址译码器是最小项译码器,也称为N中取一译码器,一个地址码对应一条字线。当?#31243;?#23383;线被选中时,与该字线相联系的存储单元就与数据线相通,以便实现读取数据或写入数据。

  

  图24-2-1 RAM的结构框图

  24.2.1.3 读/写控制电路

  当一个地址码选中相应的存储单元时,是读还是写,可采用高电?#20132;?#20302;电平作为读写控制信号。当读/写控制信号

时,执行读操作,RAM将存储矩阵中的内容送到输入/输出端(I/O);当
时,执行写操作,RAM将输入/输出端上的输入数据写入存储矩阵中。在同一时间内不可能把读/写指令同时送RAM芯片,读和写的功能只能一项一项地执行。因此可以将输入线和输出线放在一起,合用一条双向数据线(I/O),利用读/写控制信号和读/写控制电路,通过I/O线读出或写入数据。

  24.2.1.4 片选控制电路

  一片RAM芯片所能存储的信息量是一定的,当所要存储的信息量大于RAM的存储容量时,往往把多片RAM组成一个容量更大的存储器,以满足实际工作的需要。访问存储器时,每次只与其中的一片或几片交换信息,这?#20013;?#24687;的交换就是通过片选控制端

进行控制的。
表示片选信号低电平?#34892;В?#24403;多片RAM组合在一起时,只有
的那一片才能工作,其余的各片因
而不工作。于是只有
的那一片RAM的输入/输出端与外部总线接通,交换数据,而其余各片的输入/输出端呈现高阻态,虽?#36824;?#25509;在总线上,也不能进行数据交换。

  24.2.3 集成RAM及容量的扩展

  24.2.3.1 静态RAM2114

  集成RAM的种类也很多。静态RAM如2114(容量为1k×4)、6116(2k×8)。下面介绍集成存储器RAM2114的使用方法。

  24.2.3.2 RAM容量的扩展

  当RAM的容量不够时,可以对RAM的容量进行扩充,扩充包括对RAM位线的扩充和字线的扩充量方面。因为现在大大小小不同容量的存储器规格很多,所以最好是先选用容量合适的单片RAM,实在需要再采用扩充容量的办法。

  位线的扩充

  位线扩充的方法是将几片RAM的地址输入端、读/写控制端、片

  选端?#23478;?#19968;对应地并联起来,I/O端的位数自然就得到了扩展,总位数就等于几片RAM的位数之和。图24-2-3是两片RAM2114组成的存储器位数扩展电路,两片RAM的I/O3~I/O0分别作为高四位数据端和低四位数据端。单片RAM2114随机存储器的容量是1024字´ 4位,扩充后的容量是1024字´ 8位。

  

  图24-2-3 RAM(2114)位数扩展连接图字线的扩充

  字线的扩充方法是将几片RAM的I/O端、读/写控制端、地址输入端都对应的并联起来,再用一个译码器控?#32856;?#20010;RAM的片选端即可。图23-2-4是由四片RAM2114组成的存储器字线扩展电路,2线/4线最小项译码器的四个输出端分别接到四片RAM的片选端,由地址码的最高二位A10和A11选择四片RAM中的哪一片处于工作状态,其它三片则处于高阻态,将不能与总线交换数据。A10和A11取00、01、10和11四个状态对应的控制关系见表24-3,由表可以确定当A10和A11处于不同状态时,四片RAM分别被选中,其所对应的存储单元即可进行读/写操作。

  

  图24-2-4 四片RAM2114组成的存储器字线扩展电路

  A

  

  0~A9作为地址码连到四片RAM的地址输入上,被片选端选中RAM才能真正与地址线相连。所以该电路共有A0~A9和A10~A11,共12条地址输入线,组成212字´ 4位=4096字´ 4位的存储容量,这样字线就得到了扩充。

 

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