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1、一、RAM的一般结构和读写过程1. RAM 的一般结构它由三部分电路组成：逓址译羁21）行、列地址译码器：它是一个二进制译码器，将地址码翻译成行列对应的具体地址，然后 去选通该地址的存储单元，对该单元中的信息进行读出操作或进行写入新的信息操作。例如：一个 10 位的地址码 A4A3A2A1A0=00101，B4B3B2B1B0=00011 时，则将对应于第 5 行第 3 列的存储单元被选中。2）存储体：它是存放大量二进制信息的“仓库”，该仓库由成千上万个存储单元组成。而每 个存储单元存放着一个二进制字信息，二进制字可能是一位的，也可能多位。存储体或 RAM 的容量：存储单元的个数*每个存储单元
2、中数据的位数。例如，一个10位地址的RAM,共有210个存储单元，若每个存储单元存放一位二进制信息， 则该RAM的容量就是210（字）X 1（位）=1024字位，通常称1K字位（容量）。3）I/O 及读/写控制电路：该部分电路决定着存储器是进行读出信息操作还是写入新信息操 作。输入/输出缓冲器起数据的锁存作用，通常采用三态输出的电路结构。因此，RAM可以与其 它的外面电路相连接，实现信息的双向传输（即可输入，也可输出），使信息的交换和传递十分方 便。K-LG1i 丁12.1J孕6g 8 7 6 CI- 4 n- m 1 o AAAA aaaaaa3 1 O /O/OT1 TL I I KAML
3、-J二 411121AL42. RAM 的读出信息和写入新信息过程(读/写过程)：时序访问某地址单元的地址码有效，假如你想去访问的具体地址：如A9A0=0D3H=0011010011B, 片选有效 =0，选中该片RAM为工作状态。读/写操作有效：=1,读出信息；=0,写入信息；二、RAM中的存储单元按照数据存取的方式不同，RAM中的存储单元分为两种：静态存储单元一静态RAM(SRAM)； 动态存储单元动态 RAM(DRAM)。1静态存储单元(SRAM):它由电源来维持信息，如触发器，寄存器等。静态存储单元(SRAM)的典型结构:T5、T6、T7、T8 都是门控管，只要栅极高电平，这些管子就工作
4、在可变电阻区，当作开关。其中，存储单元通过T5、T6和数据线（位线）相连；数据线又通过T7、T8和再经输入/输出 缓冲电路和输入/输出线相连接，以实现信息的传递和交换。写入信息的操作过程，在第一次写 入信息之前，存储单元中的信息是随机信息。假定要写入信息“1”：1）地址码加入，地址有效后，相对应的行选线X和列选线Y都为高电平，T5、T6、T7、T8导 电；2）片选信号有效（低电平）；3）写入信号有效，这时三态门G2、G3为工作态，G1输出高阻态，信息“1”经G2、T7、T5达 到Q端；经G3反相后信息“0”经T8、T6达到。T4导电，T3截止，显然，信息“1”已写入 了存储单元。假定要读出信息
5、“1”：1）访问该地址单元的地址码有效；2）片选有效=0；3）读操作有效R/匝=1 ；此时：三态门G1工作态，G2、G3高阻态，存储单元中的信息“ 1 ” 经 T5、 T7、 G1 三态门读出。除上述NM0S结构的静态SRAM以外，还有以下几种类型的SRAM。CMOS结构的SRAM：功耗更加低，存储容量更加大。双极型结构SRAM：功耗较大，存取速度更加快。2.动态存储单元（DRAM）静态存储单元存在静态功耗，集成度做不高，所以，存储容量也做不大。动态存储单元，利 用了栅源间的MOS电容存储信息。其静态功耗很小，因而存储容量可以做得很大。静态RAM功耗 大，密度低，动态RAM功耗小，密度高。动态
6、RAM需要定时刷新，使用较复杂。动态存储单元（DRAM）的典型结构：HLC-SI私犯雏口 iL理搏趣“1II J门控管 T3、T4、T5、T6、T7、T8 ，C1、C2 为 MOS 电容。DRAM 的读/写操作过程：1）访问该存储单元的地址有效；2）片选信号有（未画）；3）发出读出信息或写入新信息的控制信 号。读出操作时，令原信息Q=l，C2充有电荷，地址有效后，行、列选取线高电平；加片选信号 后，送读出信号R=l, W=0； T4、T6、T8导电，经T4、T6、T8读出。写入操作时，假定原信息为 “0”，要写入信息“1”，该存储单元的地址有效后， X、 Y 为高电平；在片选信号到达后，加 写
7、入命令W=l, R=0，即“ 1。信息经T7、T5、T3对C2充电。充至一定电压后，T2导电，C1放 电，T1截止，所以，Q变为高电平，“1”信息写入到了该存储单元中。如果写入的信息是“0”， 则原电容上的电荷不变。动态RAM的刷新：由于DRAM靠M0S电容存储信息。当该信息长时间不处理时，电容上的电荷将会因漏电等原因而逐渐的损失，从而造成存储数据的丢失。及时 补充电荷是动态RAM中一个十分重要的问题。补充充电的过程称为“刷新” 一Refresh,也称 “再生”。补充充电的过程：加预充电脉冲妙、预充电管T9、T10导电，C01，C02很快充电至VDD，妙撤消后，C01，C02上的电荷保持。然而
8、进行读出操作：地址有效，行、列选线X、Y高电平；R=1， W=0进行读出操作，如果原信息为Q=“1”，说明MOS电容C2有电荷，C1没有电荷（即T2导电， T1截止）；这时C01上的电荷将对C2补充充电，而C02上的电荷经T2导电管放掉，结果对C2 实现了补充充电。读出的数据仍为， & 则D0=1。实际上，在每进行一次读出操作之前，必须对 DRAM 按排一次刷新，即先加一个预充电脉冲， 然后进行读出操作。同时在不进行任何操作时，CPU也应该每隔一定时间对动态RAM进行一次补 充充电(一般是2mS时间)，以弥补电荷损失。三、静态RAM的容量扩展(SRAM)通常微处理器的数据总线为 8 位、16
9、位或32 位，而地址总线为16 位或24 位不等。当静态 RAM 的地址线和数据线不能与微机相匹配时，可用地址线扩展、数据线扩展或地址和数据线同时 进行扩展的方法加以解决。1.RAM 容量的扩展-位数扩展 数据线扩展如SRAM 2114: 10位地址，4位数据线，其容量=210X4=1024 X4=4096字位(4K)。圭T “旳 O P O 口 a a 口KAKEL140 z Z C r “ pi w ij地址CSXVE1O.LCW有效1X高阻态有效01输出00输入例：用4K容量的RAM2114，实现一个容量为1024X8 (8K字位)字位容量的RAM。解：1024X8字位容量，其地址仍是十位，故只要进行数据位扩展即可，选用RAM2114两片, 将两片的地址线，读/写线及片选线并联，两片的位线分别作为高4位数据和低4位数据，组成8 位的数据线即可。扩展后的电路如图所示：2.SRAM 容量的扩展-字位扩展，地址扩展，数据位扩展。例：用RAM2114，扩展成容量为4096X8字位(32K)的RAM。解：4096 需要 12 位地址，而 RAM2114 只有 10 位地址，所以需要进行地址扩展，同时应该将 一字 4 位，扩展成一字 8 位。字的位扩展用前面方法，地址扩展用译码器完成，用 8 片 RAM2114。 扩展后的电路如图所示：
