计组 半导体芯片简介

本节为主存储器的第二节

半导体存储芯片的基本结构

芯片的核心部件如下：

• 译码驱动
• 存储矩阵
• 读写电路

除此之外，它还有接口，和cpu进行连接，和外设进行连接、数据交换，这些线路，包括地址线，当地址经过译码驱动，完成指定读写信号，再通过数据线完成数据传输。那么除了地址线、数据线还有什么？片选线，是芯片选择信号，它指出了这次操作给出的地址是否针对当前芯片，被选择的存储单元，被选择的字节，是否在当前芯片中。另外可能有一条/多条读写控制信号线。

• 地址线 ==》 单向，由cpu或I/O给出
• 数据线 ==》 双向，存入或送出

芯片容量，与地址线、数据线的关系

地址线	数据线	芯片容量
10	4	1K * 4位
14	1	16K * 1位
13	8	8K * 8位

地址线n根，表示对存储矩阵编址需要2^n二进制数，能够编址的存储单元个数是2^n，每个存储单元保存了数据线m位二进制数。

片选线使用 CS，CE表示，CS表示芯片选择， 或使用CE表示芯片使能

读/写控制线，单条时使用 WE，两根时使用OE表示可以读，以及WE可以写

重点题型：用16K x 1位的存储芯片组成 64K x 8位 的存储芯片？

用8个16 x 1位芯片连在一块构成1组，那么它就是16K x 8位的芯片

然后有4组这样的芯片，就构成了64K x 8位的芯片。

那么如何工作？每一组的8个芯片，要同时进行工作，才能够从芯片中读出/写入一位二进制信号，那么8位信号就能够满足cpu需要的存储体存储单元8位信号要求。每一组的芯片是连接在一起的，那么每一组的8个芯片的片选信号要连接在一起，从地址的分配角度，把2^(0-16k)-1的地址分配给第一组芯片，后续以此划分，比如要访问65535，则第四组片选信号有效。

这里其实了解了片选信号的作用，是能够让某些芯片同时工作。

半导体存储芯片的译码驱动方式

给出了存储地址之后，怎么找到指定的存储单元？分别有如下2种方法

• 线选法
• 重合法

线选法

地址译码器有A0-A3这4个控制信号，那么有16个存储单元

读写控制电路，有D0～D7共8条数据线，说明这个芯片是16 x 8

如何进行选择呢？地址译码器实质就是一个译码器，比如2-4译码器，2个输入4个输出，比假设输入00，则输出中对应0的输出信号有效，其他无效，假设输入01则输出中对应1有效。那么在当前译码器中是4-16译码器，在给定0000输入地址，则输出对应0，而数据线的信号控制是输出或输出。

那么这种设计有什么问题呢？假设容量为1M x 8，大概有20个输入信号，输出信号也有2^20根却仅有1根生效，大量的输出线很难集成在芯片中，这种设计下很难实现大容量。

重合法

上面的线选法其实把内存单位布局为队列，重合法中内存单元布局为二维数组

地址译码器分为X地址译码器，Y地址译码器，行列地址译码器分别译码，均只有一条线是有效的，此外数据线为1位。假设X为0，Y为0，那么00单元可以通过数据线输出。相对比线选法，假设输入有20根地址总线，输出2^20根地址总线，而重合法中10X，10Y也就是2^10+2^10，少了很多。