主存储器（二）

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一、非易失性半导体存储器（ROM）

1.掩模 ROM ( MROM )

行列选择线交叉处有 MOS 管为“1”
行列选择线交叉处无 MOS 管为“0”

2.PROM (一次性编程)

PROM可由用户根据自己的需要来确定ROM中的内容，**常见的熔丝式PROM是以熔丝的接通和断开来表示所存的信息为1或0。**显而易见，熔丝断开后便不能再接通了，因此，它是一次性写入的存储器。

3.EPROM (多次性编程 )

**编程序原理：**当EPROM中的内容需要改写时，先将其全部内容擦除成全1，然后对需要存入0的存储单元改写为0。
**擦除方式：**擦除是靠紫外线使浮置栅上的电荷泄露而实现的。EPROM芯片封装上方有一个石英玻璃窗口（如图所示），将器件从电路上取下，用紫外线照射这个窗口，可实现整体擦除。EPROM的变成次数不受限制。

4. EEPROM (多次性编程 )

电可擦写、局部擦写、全部擦写
$E^2$PROM的编程序原理与EPROM相同，但可用电擦除，重复改写的次数有限制（因氧化层被磨损），一般为10万次。
其读写操作可按每个位或每个字节进行，类似于SRAM，但每字节的写入周期要几毫秒，比 SRAM 长得多。
$E^2$PROM每个存储单元采用两个晶体管。其栅极氧化层比EPROM薄，因此具有电擦除功能。

5.Flash Memory (闪速型存储器)

Flash Memory是在EPROM和$E^2$PROM的基础上发展起来的。

Flash Memory	特点
同EPROM	价格便宜 集成度高 用单管来存储一位信息
同EEPROM	电可擦洗重写
比 EEPROM快	具备 RAM 功能

**闪存可通过USB接口与计算机相连，从而实现信息的传递。也可以做成内存卡广泛应用于数码相机、摄像机、手机、平板电脑、电子书和玩具等。**存储容量一般在2～32GB范围内。传输率在每秒几MB到十几MB之间。尺寸也不大，例如用于移动通信设备的 mini SD卡体积为21.5mm×20mm×1.4mm。

二、存储器的组成与控制

1.存储器容量扩展（※）

一个存储器的芯片容量是有限的，它在字数或字长方面与实际存储器的要求都有很大差距，需要在字向和位向进行扩充。

1. 位扩展（增加存储字长）
   地址线并联，数据线串联，片选线直接相连
   用2片1K×4位 存储芯片组成 1K×8位 的存储器，如下图，10条地址并联即共用，8条数据线串联分配，每片存储芯片连接4条。
   
   

2. 字扩展（增加存储字的数量）
   数据线并联，低位地址线（片内地址）并联，高位地址线经译码器之后分时串联，片选线分别接到地址译码器的输出端。
   

用2片1K×8位 存储芯片组成 2K×8位 的存储器，如下图。


3. 字位扩展
先进行位(字长)扩展，扩展后作为一组；将这组存储器作为一个单位进行字(字数)扩展。

结合字扩展和位扩展，可先进行位扩展，将位扩展后的看成一组芯片，再进行字扩展，字扩展时高位的片选线需同时选中一组位扩展的芯片，保证输出的数据满足位数要求。

2.例题

例题1：

注意：ROM芯片为只读存储器，与数据线的交换是单向的；RAM芯片和数据线的交换是双向的，可读可写。
且ROM区的字长由RAM区决定，本题中RAM区字长为8，那么ROM的字长也为8。

例题2：

解析：芯片：数据线8位，512K=$2^{19}$ ；需要位扩展32/8=4个，4片一组； 需要字扩展：24-19=5 即 $2^5$=32组，故32*4=128片。

例题3：
强化练习1：假定用若干2K×4位的芯片组成一个8K×8位的存储器，则地址0B1FH所在的芯片的最小地址是（）。(2010年统考真题)
A. 0000H B. 0600H C. 0700H D. 0800H
解析：2K=$2^{11}$，8K=$2^{13}$即11位扩展为13位（11位是全0到全1,12位和13位是作为片选信号00,01,10,11）就此列出二进制码再转换为十六进制即可得到答案。
第一组：0000H~07FFH
第二组：0800H~0FFFH
第三组：1000H~17FFH
第四组：1800H~1FFFH
分析后易知0B1FH在第二组芯片中最小地址为0800H，故选D。

例题4：
强化练习2：假定RAM芯片中存储阵列的行数为r、列数为c，对于一个2K×1位的DRAM芯片，为保证其地址引脚数最少，并尽量减少刷新开销，则r、c的取值分别是（）。(2018年统考真题)
A. 2048、1 B. 64、32 C. 32、64 D. 1、2048
解析：2K=$2^{11}$=$2^6$$2^5$=6432；分析题干要求刷新开销少，又知道刷新是以行为单位进行的，故要求行少列多，故选C。

例题5：
强化练习3：某计算机的存储器总线中有24位地址线和32位数据线，按字编址，字长为32位。如果000000H~3FFFFFH为RAM区，那么需要512K×8位的RAM芯片数为（）。(2021年统考真题)
A. 8 B. 16 C. 32 D. 64
解析：分析可知RAM区有22根地址线，按字编址，按位扩展32/8=4片，即一组4片；512K=$2^{19}$即一个芯片占用19根地址线，22-19=3根，即需要$2^3$=8组，故需要512K×8位RAM芯片数为8×4=32片，故选C。

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