数字电子技术

存储器与可编程逻辑

10 分钟

存储器:把触发器组织成「小区」

一个 D 触发器存 1 bit,把亿万个排成矩阵、配上「门牌号系统」,就是存储器:地址线译码选中某一行,该行数据从位线读出。10 根地址线寻址 1024 个单元(1K),32 根对应 4G——「32 位系统最多认 4GB 内存」的说法根源就在这。

几种存储器,分工明确

SRAM 用触发器存,快、贵、断电就丢——CPU 缓存用它;DRAM 用电容存电荷,便宜密度高但要不停「刷新」——内存条是它;Flash 把电荷关进绝缘牢笼,断电不丢——U 盘、固态硬盘是它;ROM 出厂写好只读不改——开机第一段程序(固件)住在这里。

可编程逻辑:不写死的芯片

传统芯片出厂功能就固定了。可编程逻辑器件(PLD)相反:出厂是一片「空白电路田野」,烧入配置文件就变成你设计的电路。FPGA 是其中最强的一类,内部几十万个小查找表(LUT,微型真值表),配上可编程连线和触发器,能变成几乎任何数字电路。

FPGA 和 CPU 的本质区别

CPU 一条指令一条指令串行执行;FPGA 把电路真的「摆」出来,千百路并行同时跑,所以 AI 加速、航天设备常用它。有人用 FPGA 完整复刻了任天堂红白机——不是模拟,是把当年的电路重新长出来。

练一练:一块芯片标着 8 根地址线、8 根数据线,它的容量是多少位、合多少字节?

小纸条

分清手机里的「运行内存」和「存储空间」各是哪种存储器。

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