3.1 存储器

存储器实质是一组或多组具备数据输入/输出和数据存储功能的集成电路,用于充当设备缓存或保存固定的程序及数据。存储器按存储信息的功能可分为只读存储器ROM(Read Only Memory)和随机存储器RAM(Random Access Memory),如表3-1所示。

表3-1 常用存储器分类

3.1.1 只读存储器ROM

ROM中的信息在一次写入后只能被读出,而不能被操作者修改或删除,一般由芯片制造商对存储器进行掩膜写入信息,其价格便宜,适合于大量的应用,一般用于存放固定的程序,如监控程序、汇编程序等,以及存放各种表格。EPROM(Erasable Programmable ROM)和普通ROM的不同点在于它可以用特殊的装置擦除和重写它的内容,可用于软件的开发过程。

3.1.2 随机存储器RAM

RAM就是平常所说的内存,主要用来存放各种现场的输入、输出数据,中间计算结果,以及与外部存储器交换信息和作堆栈用。它的存储单元根据具体需要可以读出,也可以写入或改写。RAM只能用于暂时存放程序和数据,一旦关闭电源或发生断电,其中的数据就会丢失。现在的RAM多为MOS型半导体电路,分为静态和动态两种。静态RAM是靠双稳态触发器来记忆信息的;动态RAM是靠MOS电路中的栅极电容来记忆信息的,由于电容上的电荷会泄漏,需要定时给与补充,所以动态RAM需要设置刷新电路。动态RAM比静态RAM集成度高、功耗低,从而成本也低,适于做大容量存储器。所以主内存通常采用动态RAM,而高速缓冲存储器(Cache)则使用静态RAM。

动态RAM按制造工艺的不同,又可分为动态随机存储器(Dynamic RAM)、扩展数据输出随机存储器(Extended Data Out RAM)和同步动态随机存储器(Synchromized Dynamic RAM)。DRAM需要恒电流以保存信息,一旦断电,信息即丢失。它的刷新频率每秒钟可达几百次,但由于DRAM使用同一电路来存取数据,所以DRAM的存取时间有一定的间隔,这导致它的存取速度并不是很快。另外,在DRAM中,由于存储地址空间是按页排列的,所以当访问某一页面时,切换到另一页面会占用CPU额外的时钟周期。EDORAM同DRAM相似,但它在把数据发送给CPU的同时可以访问下一个页面,故而速度要比普通DRAM快15%~30%。SDRAM同DRAM有很大区别,它使用同一个CPU时钟周期,即以同一个周期、相同的速度、同步的工作,即可完成数据的访问和刷新,因而可以同系统总线以同频率工作,大大提高了数据传输率,其速度要比DRAM和EDORAM快很多(比EDORAM提高近50%)。