静态RAM结构组成原理图
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静态RAM结构组成原理图
图2．2 （1）静态RAM结构组成原理图
静态RAM的结构组成原理图如图2．2（1）所示，存储体是一个由64×64=4096个六管静态存储电路组成的存储矩阵。在存储矩阵中，X地址译码器输出端提供X0～X63计64根行选择线，而每一行选择线接在同一行中的64个存储电路的行选端，故行选择线能同时为该行64个行选端提供行选择信号。Y地址译码器输出端提供Y0～Y63计64根列选择线，而同一列中的64个存储电路共用同一位线，故由列选择线可以同时控制它们与输入／输出电路（I/O电路）连通。很显然，只有行、列均被选中的某个单元存储电路，在其X向选通门与Y向选通门同时被打开时，才能进行读出信息和写入信息的操作。
图中所示的存储体是容量为4K×1位的存储器，因此，它仅有一个I/O电路。如果要组成字长为4位或8位的存储器，则每次存取时，同时应有4个或8个单元存储电路与外界交换信息，这种存储器中，将列按4位或8位分组，每根列选择线控制一组的列向门同时打开；相应地，I／O电路也应有4个或8个。每一组的同一位，共用一个I/O电路。通常，一个RAM芯片的存储容量是有限的，需要用若干片才能构成一个实用的存储器。这样，地址不同的存储单元，可能处于不同的芯片中，因此，在选择地址时，应先选择其所属的芯片。对于每块芯片，都有一个片选控制端（），只有当片选端加上有效信号时，才能对该芯片进行读或写操作。一般，片选信号由地址码的高位译码产生.
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哪位了解静态mos存储器是由哪些部分构成的?？
提问者：郑华奥| 地点：
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存储器分为内存储器(简称内存或主存)、外存储器(简称外存或辅存)。外存储器一般也可作为输入/输出设备。计算机把要执行的程序和数据存入内存中，内存一般由半导体器构成。半导体存储器可分为三大类：随机存储器、只读存储器、特殊存储器。
RAM是随机存取存储器(Random Access Memory)，其特点是可以读写，存取任一单元所需的时间相同，通电是存储器内的内容可以保持，断电后，存储的内容立即消失。RAM可分为动态(Dynamic RAM)和静态(Static RAM)两大类。所谓动态随机存储器DRAM是用MOS电路和电容来作存储元件的。由于电容会放电，所以需要定时充电以维持存储内容的正确，例如互隔2ms刷新一次，因此称这为动态存储器。所谓静态随机存储器SRAM是用双极型电路或MOS电路的触发器来作存储元件的，它没有电容放电造成的刷新问题。只要有电源正常供电，触发器就能稳定地存储数据。DRAM的特点是集成密度高，主要用于大容量存储器。SRAM的特点是存取速度快，主要用于调整缓冲存储器。
ROM是只读存储器(Read Only Memory)，它只能读出原有的内容，不能由用户再写入新内容。原来存储的内容是由厂家一次性写放的，并永久保存下来。ROM可分为可编程(Programmable)ROM、可擦除可编程(Erasable Programmable)ROM、电擦除可编程(Electrically Erasable Programmable)ROM。如，EPROM存储的内容可以通过紫外光照射来擦除，这使它的内可以反复更改。
特殊固态存储器
包括电荷耦合存储器、磁泡存储器、电子束存储器等，它们多用于特殊领域内的信息存储。
此外，描述内、外存储容量的常用单位有：
①位/比特(bit)：这是内存中最小的单位，二进制数序列中的一个0或一个1就是一比比特，在电脑中，一个比特对应着一个晶体管。
②字节(B、Byte)：是计算机中最常用、最基本的存在单位。一个字节等于8个比特，即1 Byte＝8bit。
③千字节(KB、Kilo Byte)：电脑的内存容量都很大，一般都是以千字节作单位来表示。1KB＝1024Byte。
④兆字节(MB Mega Byte)：90年代流行微机的硬盘和内存等一般都是以兆字节(MB)为单位。1 MB＝1024KB。
⑤吉字节(GB、Giga Byte)：目前市场流行的微机的硬盘已经达到4.3GB、6.4GB、8.1GB、12G、13GB等规格。1GB＝1024MB。
⑥太字节(TB、Tera byte)：1TB＝1024GB。
(三)输入/输出设备
输入设备是用来接受用户输入的原始数据和程序，并将它们变为计算机能识别的二进制存入到内存中。常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、光笔等。
输出设备用于将存入在内存中的由计算机处理的结果转变为人们能接受的形式输出。常用的输出设备有显示器、打印机、绘图仪等。
总线是一组为系统部件之间数据传送的公用信号线。具有汇集与分配数据信号、选择发送信号的部件与接收信号的部件、总线控制权的建立与转移等功能。典型的微机计算机系统的结构如图2-3所示，通常多采用单总线结构，一般按信号类型将总线分为三组，其中AB(Address Bus)为地址总线；DB(Data Bus)为数据总线；CB(Control Bus)控制总线。
(五)微型计算机主要技术指标
①CPU类型：是指微机系统所采用的CPU芯片型号，它决定了微机系统的档次。
②字长：是指CPU一次最多可同时传送和处理的二进制位数，安长直接影响到计算机的功能、用途和应用范围。如Pentium是64位字长的微处理器，即数据位数是64位，而它的寻址位数是32位。
③时钟频率和机器周期：时钟频率又称主频，它是指CPU内部晶振的频率，常用单位为兆(MHz)，它反映了CPU的基本工作节拍。一个机器周期由若干个时钟周期组成，在机器语言中，使用执行一条指令所需要的机器周期数来说明指令执行的速度。一般使用CPU类型和时钟频率来说明计算机的档次。如Pentium III 500等。
④运算速度：是指计算机每秒能执行的指令数。单位有MIPS(每秒百万条指令)、MFLOPS(秒百万条浮点指令)
⑤存取速度：是指存储器完成一次读取或写存操作所需的时间，称为存储器的存取时间或访问时间。而边连续两次或写所需要的最短时间，称为存储周期。对于半导体存储器来说，存取周期大约为几十到几百毫秒之间。它的快慢会影响到计算机的速度。
⑥内、外存储器容量：是指内存存储容量，即内容储存器能够存储信息的字节数。外储器是可将程序和数据永久保存的存储介质，可以说其容量是无限的。如硬盘、软盘已是微机系统中不可缺少的外部设备。迄今为止，所有的计算机系统都是基于冯·诺依曼存储程序的原理。内、外存容量越大，所能运行的软件功能就越丰富。CPU的高速度和外存储器的低速度是微机系统工作过程中的主要瓶颈现象，不过由于硬盘的存取速度不断提高，目前这种现象已有所改善。
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现在的RAM多为MOS型半导体电路，它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。具有静态存储信息功能的MOS随机存储器,其存储单元的核心部分是双稳电路。只要电源不断，在单元内的信息便能长期保存，不需要对所存储的信息作周期性的刷新。
一位静态存储单元是由 6个MOS晶体管组成的一位静态存储单元。由增强型和耗尽型 MOS晶体管T□～T□连接成双稳态电路，T□和T□组成向单元存信息或取信息的控制门。由输入地址信号经译码后而选出相应的静态存储单元。为了把存储在单元中的信号写入和读出，还必须配有一套静态读出和写入电路(读写电路)，以及功能控制电路。因此,MOS静态随机存储器在结构上主要包括存储单元阵列、地址缓冲译码器、读出和写入电路(读写电路)，以及读出和写入控制电路(读写控制电路)四个部分
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主要的区别是一个需要刷新，一个不需要刷新。 SRAM不需要刷新电路即能保存它内部存储的数据。而DRAM(Dynamic Random Access Memory)每隔一段时间，要刷新充电一次，否则内部的数据即会消失，因此SRAM具有较高的性能，较低的功耗，但是SRAM也有它的缺点，即它的集成度较低，相同容量的DRAM内存可以设计为较小的体积，但是SRAM却需要很大的体积。同样面积的硅片可以做出更大容量的DRAM，因此SRAM显得更贵。 动态随机存取存储器，最为常见的系统内存，即DRAM(Dynamic Random Access Memory)。DRAM 只能将数据保持很短的时间。为了保持数据，DRAM使用电容存储，所以必须隔一段时间刷新(refresh)一次，如果存储单元没有被刷新，存储的信息就会丢失。 关机就会丢失数据。FPGA中BRAM的设计--《西安电子科技大学》2012年硕士论文
FPGA中BRAM的设计
【摘要】：随着集成电路设计水平的提高，对存储器高速、低功耗的需求也越来越高。因此，本文在分析virtexII型FPGA的体系结构的基础上，采用SMIC0.12μm工艺设计了一款块状存储器BlockRAM，重点研究了BRAM主要模块静态存储单元、灵敏放大器以及外围电路。
文中设计了一种适用于双端口存储器的8T SRAM存储单元结构。这种8TSRAM存储单元的静态噪声容限可达到515mV，单元结构抗噪声能力是同尺寸条件下6T SRAM存储单元的1.27倍。文中对传统差分锁存型灵敏放大器的结构做了优化设计，设计中引入了预充电电路和平衡管电路。优化后的灵敏放大器数据读取速度仅需176ps，读取速度是传统差分锁存型灵敏放大器的2倍。文中还对BRAM的主要外围电路做了设计分析，在读写控制电路中引入了小脉冲控制电路，小脉冲宽度可以达到0.842ns。由读写控制电路产生的小脉冲信号作为存储器的内部控制时钟可以有效的提高电路稳定性。
文中分别采用NC_verilog和nanosim对所设计的BRAM进行了仿真，结果表明文中设计的双端口存储器可以被配置成数据位宽可选的读写、只读或者只写多种操作模式。大量仿真结果表明文中设计的双端口存储器性能良好，能够在千万门系统级FPGA芯片中稳定工作。
【学位授予单位】：西安电子科技大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2012【分类号】：TP333
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