4 存储器
DDR4电路及眼图分析讲解
DDR4电路及眼图分析讲解一、存储分类按在计算机系统中的作用不同，存储器主要分为主存储器、辅助存储器、缓冲存储器。
主存储器（简称主存）：的主要特点是它可以和CPU直接交换信息。
辅助存储器（简称辅存）：是主存储器的后援存储器，用来存放当前暂时不用的程序和数据，它不能与CPU直接交换信息。
两者相比，主存速度快、容量小、每位价格高；辅存速度慢、容量大、每位价格低。
缓冲存储器（简称缓存）：用在两个速度不同的部件之中，例如，CPU与主存之间可设置一个快速缓存，起到缓冲作用。
其分类如下：二、DDR分类SDRAM（Synchronous Dynamic Random Access Memory）：为同步动态随机存取内存，是有一个同步接口的动态随机存取内存（DRAM）。
其分类如下：DDR SDRAM（Double Data Rate SDRAM）：为双信道同步动态随机存取内存，是新一代的SDRAM技术。
别于SDR（Single Data Rate）单一周期内只能读写1次，DDR的双倍数据传输率指的就是单一周期内可读取或写入2次。
在核心频率不变的情况下，传输效率为SDR SDRAM的2倍。
允许在时钟脉冲的上升沿和下降沿传输数据。
DDR内存Prefetch（数据读预取）为2bit。
DDR2 SDRAM（Double Data Rate Two SDRAM）：为双信道两次同步动态随机存取内存。
它与上一代DDR内存技术标准最大的不同就是，虽然同是采用了在时钟的上升/下降沿同时进行数据传输的基本方式，但DDR2内存却拥有两倍以上一代DDR内存预读取能力（即：4bit数据读预取）。
换句话说，DDR2内存每个时钟能够以4倍外部总线的速度读/写数据，并且能够以内部控制总线4倍的速度运行。
在同等核心频率下，DDR2的实际工作频率是DDR的两倍。
这得益于DDR2内存拥有两倍于标准DDR内存的4BIT预读取能力。
DDR3 SDRAM（Double Data Rate Three SDRAM）：为双信道三次同步动态随机存取内存。
第4章 存储器
2.数据总线匹配和存储器接口
奇 存 储 体 （512KB） 偶 存 储 体 （512KB）
00001H 00003H 00005H · · ·
00000H 00002H 00004H · · ·
FFFFFHH
FFFFEHH
A19～A1
D15～D8
BHE
D7～D0
A0
图4.23 8086的存储体组织
字选择线
。
位 线
T1
C
D
图4.8
单管动态存储元
2. DRAM存储芯片实例（见图4.9）
4.2.3 存储器芯片的读/写时序
tCYC tRAS RAS
CAS
tCAS
地址
行地址 tRCS
列地址 tRCH
tCYC：读周期时间 tRAS：RAS脉冲宽度 tCAS：CAS脉冲宽度 tRCS：读命令建立时间 tRCH：读命令保持时间 tDOH：数据输出保持时间
4.1 存储器系统概述
4.1.0 存储器系统的Cache—主存层次结构
硬件管理
CPU
Cache
主存储器
图4.0 Cache—主存存储层次
4.1.1 存储器分类
1.按存储介质分类 （1）半导体存储器 （2）磁表面存储器 （3）光盘存储器 2.按存取方式分类 （1）随机存储器RAM （2）只读存储器ROM （3）顺序存储器SAM （4）相联存储器 3. 按在计算机中的作用分类 （1）主存储器 （2）外存储器 （3）高速度缓冲存储器（Cache） （4）控制存储器 4. 按信息的可保存性分类
R/W 32K×8
D7～D0
R/W D7 ～D0
图4.26
内存与CPU的连接框图
第四章-存储器04-高速缓冲存储器
Cache 000 001 010 011 100 101 110 111 000 001 010 011 100 101 110 111
调入
4.1、地址映象——直接映像
例2：设一个Cache中有8块，访问主存进行读操作的块地址依次为： 10110、11010、10110、11010、10000、00100、10010， 求每次访问时Cache的内容。
硬件完成功能： 访存地址 转成 Cache地址 辅助存储器
Cache 的全部功能都是 由硬件完成的， 对程序员来说是透明的。
4.1、地址映象
映象：其物理意义就是位置的对应关系，将主存地址变成Cache地址。
常见的映象方式主要有三种： 1）直接映象 2）全相联映象 3）组相联映象
CPU Cache 字 数据总线 字
2位 主存区号标记 00 主存块号 比较 3位 区内块号 100 Cache块号 未命中 访问内存 000 001 010 011 100 101 110 111 块内地址 块内地址
Cache
000 001 010 011 100 101 110 111
调入
块表 000 001 010 011 100 101 110 111
4、高速缓冲存储器（Cache）
考研试题精选：
假设：CPU执行某段程序时，共访问Cache 3800 次，访问主存200 次，已知Cache存取周期为50ns，主存存取周期为250ns。
求：Cache—主存系统的平均存取时间和效率。 解： 系统命中率 h = 3800 / 3800 + 200 = 0.95
Cache
000 001 010 011 100 101 110 111 调入
块表 000 10 001 010 11 011 100 101 110 10 111
计算机组成原理 第 4 章 存储器系统
• 存储单元的编址
• 编址单位：存储器中可寻址的最小单位。 • ① 按字节编址：相邻的两个单元是两个字节。 • ② 按字编址：相邻的两个单元是两个字。
• 例如一个32位字长的按字节寻址计算机，一个 存储器字中包含四个可单独寻址的字节单元。 当需要访问一个字，即同时访问4个字节时，可 以按地址的整数边界进行存取。即每个字的编 址中最低2位的二进制数必须是“00” ，这样可 以由地址的低两位来区分不同的字节。
• 主存储器用于存放CPU正在运行的程序和数据。 主存与CPU之间通过总线进行连接。
地址总线 MAR CPU MDR (k 位) 数据总线 (n 位) R/W MFC
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主 存 2k×n 位
主存的操作过程
• MAR：地址寄存器 MDR：数据寄存器
读操作（取操作） 地址 （MAR） AB
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(3) 高速缓冲存储器（Cache）
• Cache是一种介于主存与CPU之间用于解 决CPU与主存间速度匹配问题的高速小 容量的存储器。 • Cache用于存放CPU立即要运行或刚使用 过的程序和数据。
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2．按存取方式分类
• (1) 随机存取存储器(RAM) • RAM存储器中任何单元的内容均可按其地址随机地 读取或写入，且存取时间与单元的物理位置无关。 • RAM主要用于组成主存。
主存储器的组成和基本操作
地 址 译 码 驱 动 电 路 存 储 阵 列 读 写 电 路 数 据 寄 存 器 数 据 总 线
时序控制电路 R/W
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MFC
图 4-1
主存储器的基本组成 18
计算机操作系统第四章存储器管理复习资料
第四章存储器管理第一部分教材习题（P159）15、在具有快表的段页式存储管理方式中，如何实现地址变换？答：在段页式系统中，为了便于实现地址变换，须配置一个段表寄存器，其中存放段表始址和段长TL。
进行地址变换时，首先利用段号S，将它与段长TL进行比较。
若S<TL，表示未越界，利用段表始址和段号来求出该段所对应的段表项在段表中的位置，从中得到该段的页表始址，并利用逻辑地址中的段内页号P来获得对应页的页表项位置，从中读出该页所在的物理块号b，再利用块号b和页内地址来构成物理地址。
在段页式系统中，为了获得一条指令或数据，须三次访问内存。
第一次访问内存中的段表，从中取得页表始址；第二次访问内存中的页表，从中取出该页所在的物理块号，并将该块号与页内地址一起形成指令或数据的物理地址；第三次访问才是真正从第二次访问所得的地址中，取出指令或数据。
显然，这使访问内存的次数增加了近两倍。
为了提高执行速度，在地址变换机构中增设一个高速缓冲寄存器。
每次访问它时，都须同时利用段号和页号去检索高速缓存，若找到匹配的表项，便可从中得到相应页的物理块号，用来与页内地址一起形成物理地址；若未找到匹配表项，则仍须再三次访问内存。
19、虚拟存储器有哪些特征？其中最本质的特征是什么？答：虚拟存储器有以下特征：多次性：一个作业被分成多次调入内存运行，亦即在作业运行时没有必要将其全部装入，只需将当前要运行的那部分程序和数据装入内存即可；以后每当要运行到尚未调入的那部分程序时，再将它调入。
多次性是虚拟存储器最重要的特征，任何其他的存储器管理方式都不具有这一特征。
因此，认为虚拟存储器是具有多次性特征的存储器系统。
对换性：允许在作业的运行过程中进行换进、换出，也即，在进程运行期间，允许将那些暂不使用的程序和数据，从内存调至外存的对换区（换出），待以后需要时再将它们从外存调至内存（换进）；甚至还允许将暂不运行的进程调至外存，待它们重又具备运行条件时再调入内存。
(完整word版)第四章存储器习题
第四章存储器一、填空题1. 计算机中的存储器是用来存放的,随机访问存储器的访问速度与无关.√2。
主存储器的性能指标主要是、存储周期和存储器带宽。
√3。
存储器中用来区分不同的存储单元，1GB= KB。
√4。
半导体存储器分为、、只读存储器(ROM)和相联存储器等。
√5. 地址译码分为方式和方式.√6。
双译码方式采用个地址译码器，分别产生和信号。
√7。
若RAM芯片内有1024个单元，用单译码方式，地址译码器将有条输出线；用双译码方式,地址译码器有条输出线。
√8. 静态存储单元是由晶体管构成的，保证记忆单元始终处于稳定状态，存储的信息不需要。
√9. 存储器芯片并联的目的是为了 ,串联的目的是为了。
10. 计算机的主存容量与有关，其容量为。
11。
要组成容量为4M×8位的存储器,需要片4M×1位的存储器芯片并联，或者需要片1M×8位的存储器芯片串联。
12. 内存储器容量为6K时，若首地址为00000H,那么末地址的十六进制表示是。
13 主存储器一般采用存储器件，它与外存比较存取速度、成本。
14 三级存储器系统是指这三级、、。
15 表示存储器容量时KB= ,MB= ;表示硬盘容量时,KB= ，MB= 。
16一个512KB的存储器，其地址线和数据线的总和是。
17 只读存储器ROM可分为、、和四种.18 SRAM是；DRAM是；ROM是；EPROM是。
19半导体SRAM靠存储信息，半导体DRAM则是靠存储信息。
20半导体动态RAM和静态RAM的主要区别是。
21MOS半导体存储器可分为、两种类型，其中需要刷新。
22 广泛使用的和都是半导体③存储器。
前者的速度比后者快，但不如后者高，它们的共同缺点是断电后保存信息.23 EPROM属于的可编程ROM，擦除时一般使用，写入时使用高压脉冲.24 单管动态MOS型半导体存储单元是由一个和一个构成的。
25 动态半导体存储器的刷新一般有、和三种方式。
4只读存储器和闪速存储器
2、可编程ROM (1)、EPROM存储元 EPROM叫做光擦除可编程可读存储器。它的存储内容 可以根据需要写入，当需要更新时将原存储内容抹去，再写
当G1栅有电子积累时， 该MOS管的开启电压变 得很高，即使G2栅为高 电平，该管仍不能导通， 相当于存储了“0”。反
之，G1栅无电子积累时，
MOS管的开启电压较低， 当G2栅为高电平时，该
(2)、E2PROM存储元
8
EEPROM，叫做电擦除可编程只读存储器。其存储元是一个 具有两个栅极的NMOS管，如图(a)和(b)所示，G1是控制栅，它 是一个浮栅，无引出线；G2是抹去栅，它有引出线。在G1栅和 漏极D之间有一小面积的氧化层，其厚度极薄，可产生隧道效 应。如图(c)所示，当G2栅加20V正脉冲P1时，通过隧道效应， 电子由衬底注入到G1浮栅，相当于存储了“1”。利用此方法可 将存储器抹成全“1” 这种存储器在出厂时，存储内容为全“1”状态。使用时，可根 据要求把某些存储元写“0”。写“0”电路如图(d)所示。漏极D 加20V正脉冲P2, G2栅接地，浮栅上电子通过隧道返回衬底，相 当于写“0”。E2PROM允许改写上千次，改写（先抹后写）大 约需20ms，数据可存储20 E2PROM读出时的电路如图(e)所示，这时G2栅加3V电压，若 G1栅有电子积累，T2管不能导通，相当于存“1”；若G1栅无电 子积累，T2管导通，相当于存“0”。
图(d)示出了读出时的电路，它采用二维译码方式：x地址译 码器的输出xi与G2栅极相连，以决定T2管是否选中；y地址译码 器的输出yi与T1管栅极相连，控制其数据是否读出。当片选信 号CS为高电平即该片选中时，方能读出数据。 这种器件的上方有一个石英窗口，如图(c)所示。当用光子能 量较高的紫外光照射G1浮栅时，G1中电子获得足够能量，从 而穿过氧化层回到衬底中，如图(e)所示。这样可使浮栅上的 电子消失，达到抹去存储信息的目的，相当于存储器又存了 全“1” 这种EPROM出厂时为全“1”状态，使用者可根据需要写 “0”。写“0”电路如图(f)所示，xi和yi选择线为高电位，P端 加20多伏的正脉冲，脉冲宽度为0.1～1ms。EPROM允许多次 重写。抹去时，用40W紫外灯，相距2cm，照射几分钟即可。 7
DSP各种知识点总结
1 DSP芯片的特点：（1）.哈佛结构（程序空间和数据空间分开）（2）.多总线结构.（3）流水线结构（取指、译码、译码、寻址、读数、执行）（4）多处理单元. （5）特殊的DSP指令（6）.指令周期短. （7）运算精度高.（8）硬件配置强.（9）DSP最重要的特点：特殊的内部结构、强大的信息处理能力及较高的运行速度。
2 三类TMS320：（1）TMS320C2000适用于控制领域（2）TMS320C5000应用于通信领域（3）TMS320C6000应用于图像处理3 DSP总线结构：C54x片内有8条16位主总线：4条程序/数据总线和4条对应的地址总线。
1条程序总线（PB)：传送自程序储存器的指令代码和立即操作数。
3条数据总线（CB、DB、EB）：CB和EB传送从数据存储器读出的操作数；EB传送写到存储器中的数据。
4条地址总线（PAB、CAB、DAB、EAB）传送相应指令所需要的代码4存储器的分类：64k字的程序存储空间、64K字的数据存储空间和64K字的I/O空间（执行4次存储器操作、1次取指、2次读操作数和一次写操作数。
5存储器空间分配片内存储器的形式有DARAM、SARAM、ROM 。
RAM安排到数据存储空间、ROM构成程序存储空间。
（1）程序空间：MP/MC=1 40000H~FFFFH 片外MP/MC=0 4000H~EDDDH 片外FF00H~FFFFH 片内OVL Y=1 0000H~007FH 保留0080H~007FH 片内OVL Y=0 0000H~3FFFH片外（2）数据空间：DROM=1 F000H~F3FFH 只读空间FF00H~FFFH保留DROM=0 F000H~FEFFH 片外6数据寻址方式（1）立即寻址（2）绝对寻址<两位>(3)累加器寻址（4）直接寻址@<包换数据存储器地址的低7位>优点：每条指令只需一个字（5）间接寻址*按照存放某个辅助寄存器中的16位地址寻址的AR0~AR7（7）储存器映像寄存器寻址（8）堆栈寻址7寻址缩写语Smem：16位单寻址操作数Xmem Ymem 16位双dmad pmad PA16位立即数（0-65535）scr源累加器dst目的累加器lk 16位长立即数8状态寄存器ST0 15~13ARP辅助寄存器指针12TC测试标志位11C进位位10累积起A 的一出标志位OV A 9OVB 8~0DP数据存储器页指针9状态寄存器ST1 CPL：直接寻址编辑方式INTM =0开放全部可屏蔽中断=1关闭C16 双16位算数运算方式10定点DSP 浮点DSP：定点DSP能直接进行浮点运算，一次完成是用硬件完成的，而浮点需要程序辅助。