微机原理与接口技术课件

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1、接口技术第3章存储器技术存储器是计算机非常重要的组成部分，它是计算机各类数据和程序的存放空间。存储器是计算机系统中的记忆设备，用来存放程序和数据。随着集成技术的发展，存储器在计算机中的地位越发重要，现代计算机中，存储器处于全机核心的地位。存储器的容量大小和存取速度将直接影响计算机的性能。接口技术第3章存储器技术3.1存储器分类内存和外存从存储器与CPU信息交换的角度看，存储器可分为两大类：内部存储器，简称为内存或主存；另一类为外部存储器，简称为外存或辅存。内存是存放当前计算机正执行的、或者经常要使用的

2、程序和数据，CPU可直接从中取指令或存取数据。而外存则存放内存的副本和当前不在运行的程序和数据，CPU要访问外存时，必须通过专门的设备将信息先传送到内存中。接口技术第3章存储器技术3.1存储器分类半导体存储器分类半导体存储器可分为两大类：只读存储器ROM（ReadOnlyMemory）；随机存取存储器RAM（RandomAccessMemory），又称为读写存储器。ROM的信息只能读出，不能用普通方法随时将信息写入，但是它是非易失的。一般用来存放固定的程序，用于存储操作系统，解释程序，汇编语言等。RA

3、M的含义是CPU对存储器的访问时间（AccessTime）是一个常数，与访问存储单元的地址无关，CPU可以随时对RAM进行读出、写入或改写，又可以随机访问任一存储单元的信息。它主要用于存放各种现场的输入、输出数据，中间计算结果，与外存交换的信息和作堆栈用。接口技术第3章存储器技术3.1存储器分类半导体存储器分类按作用：主存，辅存，缓存按介质：磁表面，半导体，光介质按存取方式：RAM，ROM接口技术第3章存储器技术3.1存储器分类半导体存储器分类1.RAM（1）双极型RAM。存取速度高，常常高于Cach

4、e。（2）MOSRAM。集成度高、功耗低、价格低。有（SRAM）、（DRAM）、组合（IRAM）和非易失性RAM（NVRAM）。SRAM：集成度高于双极型但低于DRAM；不需要刷新电路。DRAM：用单管线路组成，集成度高；功耗低于SRAM；价格低；需要刷新电路；存取速度高于SRAM。IRAM：附有刷新电路的DRAM。大容量内存一般都用IRAM。NVRAM（NonVolatileRAM）：是SRAM和EEPROM的合成体。用来存储一些重要信息，用于掉电保护。接口技术第3章存储器技术3.1存储器分类半导体

5、存储器分类2.ROM（1）掩模ROM：固定线路制造，用户不能加以修改。（2）可编程的只读存储器PROM：用户可以根据需要对它进行编程，但只能写一次。（3）可擦除的EPROM：用户可以对它进行写入和擦除（可用紫外线擦除），且能改写多次。需要专业的编程器。（4）电擦除PROM：控制电压的大小来擦除其内部信息，在机内直接进行，灵活。（5）ROM与EEPROM组合即CREEM：在ROM芯片内集成了一个较小的EEPROM阵列，用以改变所访问的ROM页。接口技术第3章存储器技术3.2存储器主要性能指标（1）易失性

6、。（2）存储容量。（3）存取时间。（4）可靠性。（5）功耗。（6）价格。接口技术第3章存储器技术3.3存储器体系结构接口技术第3章存储器技术3.3存储器体系结构衡量存储器主要有容量、速度和价位三个指标，其中容量和速度存在着矛盾的关系，即容量的增加带来的必然是速度的降低。速度和价位成正比关系，速度的提升必然导致价位的提高。接口技术第3章存储器技术3.3存储器体系结构接口技术第3章存储器技术3.3存储器体系结构从CPU观点讲，Cache—主存层次解决了存储器与CPU的速度匹配问题，容量与价位则接近与主存。

7、解决了速度与成本间的矛盾。而主存—辅存层次，也称为虚拟存储层次，则解决了存储器大容量和低成本间的矛盾。接口技术第3章存储器技术3.4CacheCache即高速缓冲存储器，是现代计算机中关键的存储器，对系统的整体性能有着相当大的影响。Cache是位于CPU与主存之间一种容量较小、但速度很高的存储器。快速微处理器芯片都将Cache继承在片内，片内Cache的读取速度要比片外的快很多。但片内的Cache的容量受芯片集成度的限制，一般在几十KB以内，因此命中率比大容量Cache低。于是推出了二级Cache方案

8、：其中第一级Cache在处理器芯片内部，第二级Cache在片外，起容量可以从几十KB到几百KB，采用SRAM存取器，其容量为256kb或512KB。接口技术第3章存储器技术3.4Cache接口技术第3章存储器技术3.4Cache工作原理和技术分析接口技术第3章存储器技术3.4Cache工作原理和技术分析Cache的结构主要由三大部件组成（1）Cache存储体（2）地址转换部件（3）替换部件接口技术第3章存储器技术3.4Cache地址映象由主存地址映像到C