半導(dǎo)體存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的重要組成部分，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，CPU的速度越來(lái)越高，以往采用的普通動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器(DRAM)速度低，帶寬窄，已無(wú)法適應(yīng)高速CPU。為了適應(yīng)各種實(shí)際應(yīng)用的需要，出現(xiàn)了采用新技術(shù)的DRAM。其中同步DRAM(SDRAM)的出現(xiàn)，大大地提高了存儲(chǔ)器的速度，改善了其性能。在高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，常用SDRAM作為主存儲(chǔ)器和顯示存儲(chǔ)器。如果將圖形特點(diǎn)加入到SDRAM中，即得到同步圖形存儲(chǔ)器，簡(jiǎn)稱(chēng)SGRAM。
　　IS42G32256是高速16Mbit CMOS同步圖形存儲(chǔ)器，性能優(yōu)良，速度快，適合于圖形工作站、顯示卡、電視機(jī)頂盒、游戲卡、二維/三維圖形處理等高性能、高帶寬的應(yīng)用場(chǎng)合。
　　它具有以下特點(diǎn)：①256K×32位×2存儲(chǔ)體結(jié)構(gòu)；②所有輸入采樣和輸出都在同一個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘的上升沿同步動(dòng)作；③雙重內(nèi)部存儲(chǔ)體控制；④單3.3V±3V電源；⑤可編程方式寄存器指定突發(fā)范圍為1、2、4、8字節(jié)或整頁(yè)，/CAS等待周期為2和3周期，突發(fā)類(lèi)型為順序和交替；⑥突發(fā)讀寫(xiě)操作；⑦刷新能力為自動(dòng)和自舉刷新；⑧每32ms刷新2048周期；⑨輸入輸出電平與TTL電平兼容；⑩100引腳PQFP封裝(14mm×20mm)。
　　它具有以下圖形特點(diǎn)：①SMRS周期：裝載屏蔽寄存器，裝載顏色寄存器；②寫(xiě)每位；③塊寫(xiě)(8列)
1 工作原理
　　IS42G32256 SGRAM的基本組成是兩個(gè)結(jié)構(gòu)為1024×256×32位的存儲(chǔ)體，功能框圖見(jiàn)圖1。它比普通的DRAM增加了一個(gè)可編程的方式寄存器，方式寄存器存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)用來(lái)控制SGRAM的各種操作方式。通過(guò)編程設(shè)置/CAS等待周期、突發(fā)類(lèi)型、尋址方式、突發(fā)范圍、測(cè)試方式和各種特殊操作，使SGRAM具有各種不同的應(yīng)用。方式寄存器的內(nèi)容缺省時(shí)是不定的，因此，上電時(shí)必須設(shè)置，當(dāng)/CS、/CAS、/RAS、/WE和DSF為低電平時(shí)方式寄存器被寫(xiě)入，同時(shí)，A0～A10也被寫(xiě)入。它分成不同區(qū)域：A0～A2用于突發(fā)范圍，A3用于突發(fā)類(lèi)型，A4～A6用于/CAS等待周期，A7、A8、A10僅供感廠家用或用于測(cè)試方式，SGRAM正常操作時(shí)，必須設(shè)置為低電平，A9用于可編程寫(xiě)突發(fā)范圍。

　　DQM用于屏蔽輸入輸出操作。DQM操作和時(shí)鐘同步，讀等待周期為2周期，寫(xiě)等待周期為0周期，DQM也用于存儲(chǔ)系統(tǒng)的設(shè)備選擇和總線控制，DQM0控制DQ0～DQ7，DQM1控制DQ8～DQ15，DQM2控制DQ16～DQ23，DQM3控制DQ24～DQ31。
　　DSF定義特殊功能，控制SGRAM的圖形應(yīng)用。DSF為低電平時(shí)，SGRAM的功能與普通存儲(chǔ)器相同，只有當(dāng)DSF為高電平時(shí)，才具有圖形功能。SGRAM的功能，諸如/RAS激活、寫(xiě)和用WCBR(方式寄存器設(shè)置命令)改變SGRAM的功能等，都由DSF控制。
　　SGRAM有兩種特殊方式寄存器：顏色寄存器和屏蔽寄存器，用于寫(xiě)每位和塊寫(xiě)。當(dāng)A5和DSF為高電平，/CS、/RAS、/CAS和/WE為低電平時(shí)裝載顏色寄存器，通過(guò)DQ引腳裝入與DQ相關(guān)的數(shù)據(jù)。
　　當(dāng)時(shí)鐘允許CKE＝1時(shí)，允許時(shí)鐘信號(hào)加入SGRAM；當(dāng)CKE＝0時(shí)，輸出狀態(tài)和突發(fā)地址被凍結(jié)，芯片進(jìn)入低功耗狀態(tài)。
　　存儲(chǔ)體選擇(A10)：SGRAM是由兩個(gè)262144×32bit存儲(chǔ)體組成的，當(dāng)A10為低電平時(shí)，選擇A存儲(chǔ)體，否則選擇B存儲(chǔ)體。
　　地址輸入(A0～A9)：譯碼262144個(gè)存儲(chǔ)單元需要18位地址，采用多路復(fù)用器輸入地址A0～A9，10位行地址通過(guò)/RAS和A10鎖存，8位列地址通過(guò)/CAS、/WE和A10鎖存。
　　寫(xiě)每位是選擇數(shù)據(jù)屏蔽位寫(xiě)入的功能，儲(chǔ)存在內(nèi)部寄存器中，當(dāng)它有效時(shí)，用于數(shù)據(jù)的每一位寫(xiě)。塊寫(xiě)允許訪問(wèn)周期連續(xù)的8列數(shù)據(jù)同時(shí)寫(xiě)入。塊寫(xiě)時(shí)序圖見(jiàn)圖2。
　　引腳功能參見(jiàn)表1，引腳圖略。
2 上電順序
　?、匐娫幢仨毎袰KE和DQM拉為高電平，在輸入數(shù)據(jù)之前或者上電時(shí)其它引腳為空操作，時(shí)鐘信號(hào)也必須同時(shí)加入；②VDD到達(dá)確定電壓后，空操作至少要延遲200μs；③兩個(gè)存儲(chǔ)體必須預(yù)充電；④在兩個(gè)最小刷新周期之前使內(nèi)部電路穩(wěn)定；⑤在一個(gè)方式寄存器設(shè)置周期之前，若方式寄存器的內(nèi)容缺省，應(yīng)編程設(shè)置/CAS等待周期、突發(fā)范圍和突發(fā)類(lèi)型。在方式寄存器設(shè)置周期的時(shí)鐘周期末，設(shè)備操作已準(zhǔn)備好。按上述順序上電后，所有的輸出均為高阻態(tài)。其它任何操作順序都不能保證輸出為高阻態(tài)。(次序④和⑤可以交換)。

3 典型應(yīng)用
　　IS42G32256是16Mbit SGRAM，頻率高達(dá)100MHz，比同屬的高速EDO DRAM速度高，它與系統(tǒng)時(shí)鐘(即CPU頻率)同步工作，使CPU實(shí)現(xiàn)無(wú)等待操作，從而提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的工作速度。它的圖形特點(diǎn)使其在高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、圖形工作站、電視機(jī)頂盒、游戲卡及二維/三維圖形處理等方面得到了廣泛應(yīng)用。最典型的應(yīng)用是在顯卡中作顯存。普通顯卡或娛樂(lè)級(jí)顯卡對(duì)顯存的性能要求不是很高，但要求性價(jià)比高，一般用4MB的EDO RAM或SDRAM就行了，而專(zhuān)業(yè)級(jí)顯卡要求對(duì)CPU依賴(lài)小，顯存盡可能大、快，為了讓工作盡可能在顯卡內(nèi)完成，要求顯存多多益善，以免緩慢的磁盤(pán)拖后腿，為了提高顯卡的帶寬，采用最高檔和最快的顯存，SGRAM是高檔顯存之一。ELSA和耕宇等公司生產(chǎn)的顯卡都用到了8MB或16MB的SGRAM作顯存。IS42G32256 SGRAM在顯示卡中的應(yīng)用框圖見(jiàn)圖3，由3DFXVOODOO加速芯片、SGRAM、ROM和連接器等組成，VOODOO芯片是顯卡的核心部分，處理原來(lái)得靠CPU處理的三維圖像數(shù)據(jù)，使圖像處理能力極大提高。ROM(或EPROM)用來(lái)存放視頻BIOS程序，8片IS42G32256 SGRAM構(gòu)成16MB的顯存，提高了顯卡的帶寬，可用作專(zhuān)業(yè)級(jí)的顯卡。

　　隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和半導(dǎo)體技術(shù)的飛速發(fā)展，不斷涌現(xiàn)采用新技術(shù)的存儲(chǔ)器，以適應(yīng)各種不同的應(yīng)用需要。SGRAM以其高帶寬、高速度、低功耗，特別是在圖形處理方面的特點(diǎn)，使其在圖像處理等場(chǎng)合得到了廣泛應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)
1 ISSI IS42G32256 256K×32×2(16Mbit)Synchronous Graphics RAM.Advance Information,1998
2 竇振中編.單片機(jī)外圍器件實(shí)用手冊(cè)－存儲(chǔ)器分冊(cè).北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1998