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内存芯片地址信号和数据信号

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前一篇技术文章讲述了内存的芯片的封装及接口信号,今天花更多的篇幅接着讲述内存芯片的地址信号和数据信号。

地址信是单向的,由内存控制其传送到内存芯片。因此对于内存芯片而言,地址信号是输入信号;而对于内存控制器而言,地址信号则是输出信号。这其实用前面说的快递过程来解释更清楚一点。快递员可以送包裹上门,也可以上门取包裹(从而送到包裹寄去的目的地)。但不管送包裹也好,取快递也好,都是快递员找到相应的地址完成后续操作,也就是说快递员是单向的找到客户(送到的或者取件的对象)的地址。内存总线的工作过程也累似,不管读数据还是写数据,地址都由内存控制器host端发出(相当于快递员)。

数据信号:就是一组或多组用来传送数据的信号,包括传送数据信号及数据锁存信号。这些信号是双向的,也就是说数据传送方向可以从内存控制器到内存芯片,也可以反过来从内存芯片到内存控制器。从内存控制器到内存芯片的数据传输就是数据写操作,内存控制器根据CPU指令把数据传送到内存芯片,从而写入到内存芯片相应的地址中;从内存芯片到内存控制器的数据传输就是数据读操作,内存控制器根据CPU 指令告诉内存芯片要读某地址的数据,内存芯片就输出相应数据到数据总线上并传送到内存控制器。

如果用快递来类比的话,可能会理解起来更容易一些。快递员和一户家庭之间是双向的关系。如果有人寄包裹到一户人家,那么快递员就会传送包裹到这户人家(类似上面的写操作);如果这户人家有包裹寄出去,快递员就会上门提取包裹(类似上面的读操作)。上述内存控制器与内存芯片之间的数据传送关系其实与这里的快递员和一户家庭之间包裹传送关系非常类似。

内存芯片数据信号的数量由其位数来决定。以前面讲过的美光512Mbit DDR2内存芯片为例:

32M/16位:有16根数据信号DQ[15:0]

64M/8位:有8根数据信号DQ[7:0]

128M/4位:有4根数据信号DQ[3:0]

数据锁存信号:除了传送数据的内存数据信号外,数据总线上还有数据锁存信号差分信号对,也就是通常所说的DQS和DQS#。这组信号与上面讲过的数据信号完全同向,也就是说该信号也是双向信号。

读数据时,该信号由内存芯片输出,输入到内存控制器host端

读数据时,该信号由内存控制Host输出,输入到内存芯片端

数据锁存信号的主要作用就是要把数据信号锁存助,从而保证数据信号能够传输到终端,并被终端正确识别。说得形象一点,这就好比快递员用来把包裹固定在电瓶车上的绳索。如下图所示,这么多包裹(数据)在运输过程(传输)当中,如果没有绳索加以固定,就很容易丢失,或掉落损坏。内存数据也是如此,为保证数据正确传输,并被终端识别,就使用数据锁存信号,把数据信号线上的数据状态锁存下来,不丢失,也不损坏。

上面的图中运输得包裹数量有点夸张了。实际,当数量达到一定程度时,未降低运输过程中的风险,最好分成不同的车来运输。这样,每部车上都会用自己的固定绳索。内存芯片的数据传输也是如此:当数据信号数量达到一定程度时,就要分成不同的数据信号组,每组信号线有单独的数据锁存信号。比如:

128M/4位:有4根数据信号DQ[3:0],使用一组锁存信号差分组

64M/8位:有8根数据信号DQ[7:0],使用一组锁存信号差分组

32M/16位:有16根数据信号DQ[15:0],使用2组锁存信号差分组

UDQS,UDQS#,负责高8位数据信号的锁存

LDQS, LDQS#,负责低8位数据信号的锁存

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