计组-第三章-SRAM和DRAM

💡 TIP

¶栅极电容与双稳态触发器对比

¶栅极电容

读出1：MOS管接通，电容放电，数据上产生电流

💡 TIP

电容放电信息被破坏，是破坏性读出。读出后应有重写操作，也称再生

另外，电容内的电荷只能维持2ms，即使不断电，2ms后信息也会消失，2ms之内必须“刷新”一次(给电容器充电)

读出0：MOS管接通后，数据线上无电流

每个存储器制造成本更低，集成度高，功耗低

¶双稳态触发器

读出0：BL为低电平
读出1：BLX为低电平

💡 TIP

读出数据，触发器状态保持稳定，是非破坏性读出，无需重写

每个存储元制造成本更高，集成度低，功耗大

¶DRAM的刷新

多久需要刷新一次：刷新周期，一般为2ms
每次刷新多少存储单元：以行为单位，每次刷新一行存储单元
如何刷新：

有硬件支持，读出一行的信息后重新写入，占用1个读/写周期

💡 TIP

该处说明，无论哪种刷新方式，DRAM的刷新方式均是以行刷新的模式刷新的
在什么时候刷新：
- 思路一：每次读写完就刷新一次
  - 系统的存取周期变为1us
    
    前0.5us用于正常读写
    
    后0.5us用于刷新某行
- 思路二：2ms内集中全部刷新
  - 系统的存取周期还是0.4us
    
    有一段时间专门用于刷新
    
    无法访问存储器，称为访存"死区"
- 思路三：2ms内每行刷新1次即可
  - 2ms/128 = 15.6us一次
    
    每15.6us内有0.5us的"死时间"
- 集中刷新：
  
  在规定的一个刷新周期内，对全部存储单元集中一段时间逐行进行刷新（用专门的时间进行刷新）
  
  例
  
  对128*128的存储芯片进行刷新，存储周期为0.5$\mu s$ ，刷新周期为2ms（再刷新到这里）
  
  刷新：是对信息读出再写入，所以所需要的时间也是0.5$\mu s$
  
  2ms的刷新周期，所占存取周期数为，$2000 \mu s/0.5\mu s = 4000\text{（个）}$
  
  共有128行需要进行刷新，则刷新占128个存取周期，则刷新时间为：
  
  $128 * 0.5\mu s = 64 \mu s$
  
  读/写或维持的时间：
  
  $2000\mu s-64\mu s = 1936\mu s$
  
  读/写或维持的存储周期为
  
  4000-128 = 3872（个）
- 分散刷新
  
  是指对每行存储单元的刷新分散到每个存储周期内完成（对某一行某芯片进行读写操作后，紧接着刷新包含在了读写周期内）
  
  例：对128×128的矩阵的存储芯片进行刷新，读/写周期为0.5s（读一次或写一次），
  
  将刷新分散到存储周期内完成，则存储周期就包含了刷新时间
  
  此时，存储周期（存储器进行两次独立的存储器操作读或写）为
  
  $t = 0.5\mu s + 0.5 \mu s= 1\mu s$
  
  刷新（刷新以行算）一行的时间为$1\mu s$，全部刷新完的时间为：
  
  $128 * 1\mu s = 128\mu s$
  
  此时比2ms小的多，在刷新到此间隔$128\mu s$
  - 优点：无死区
  - 缺点：存取周期长，整个系统的速度降低了
- 异步刷新
  
  前两种方式的结合，缩短了死时间，充分利用了最大刷新间隔为2ms的特点（只要在2ms内对这一行刷新一遍就行）
  
  例：对128×128的矩阵的存储芯片进行刷新，存储周期为0.5s，刷新周期为2ms
  
  刷新周期：即一个单元最长过多长时间必须刷新一次
  
  2ms对每行刷新一遍
  
  $2000\mu s /128 = 15.6\mu s$
  
  即每隔15.6μs刷新一行
  
  每行的刷新时间仍然为0.5μs。刷新一行就停一个存储周期，“死时间缩短为0.5μs”（15.6μs内刷新一行其他全用来读写）