微机原理与接口技术 ch5存储器

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1、微型计算机原理与应用第五章半导体存储器第五章半导体存储器主要内容学习目标重点难点知识点2主要内容5.1概述5.2随机存取存储器RAM5.3只读存储器ROM5.4存储器芯片与CPU的连接5.5高速缓冲存储器Cache3学习目标4知识点5重点难点65.1概述5.1.1存储系统的基本概念5.1.2存储器的分类5.1.3存储器的主要性能指标5.1.4存储器的组成结构75.1.1存储系统的基本概念存储器是一种接收、保存和取出信息（程序、数据、文件）的设备；一种具有记忆功能的部件；是计算机的重要组成部分，是CUP最重

2、要的系统资源之一。CPU与存储器的关系如下图所示。8DSESSSCSIPPSW标志寄存器执行部件控制电路指令译码器4321数据暂存器AXBXCXDXAHBHCHDHSIDIBPSPALBLCLDL寄存器组指令队列地址总线AB数据总线DB总线接口控制电路控制总线CB运算器地址加法器地址译码器、、、指令1指令2指令3指令4、、、数据1数据29AH、、、指令MOVAL,[BX]包含一个从存储器读操作存储器CPU95.1.2存储器的分类按构成存储器的器件和存储介质分类按存储器存取方式分类按在微机系统中位置分类10

3、按存放信息原理不同5.1.2存储器的分类按构成存储器的器件和存储介质分类：磁芯存储器、半导体存储器、光电存储器、磁膜、磁泡和其它磁表面存储器以及光盘存储器等。按存储器存取方式分类：随机存取存储器RAM(RandomAccessMemory)只读存储器ROM(Read-OnlyMemory)又称读写存储器，指能够通过指令随机地、个别地对其中各个单元进行读/写操作的一类存储器。在微机系统的在线运行过程中，只能对其进行读操作，而不能进行写操作的一类存储器。静态RAM动态RAM掩膜ROM（MROM）可编程ROM（

4、PROM）可擦除编程ROM（EPROM）按工艺不同115.1.2存储器的分类按在微机系统中的位置分类：主存储器（内存，MainMemory）辅助存储器（外存，ExternalMemory）用来存放计算机正在执行的或经常使用的程序和数据。CPU可以直接对它进行访问。一般是由半导体存储器构成，通常装在主板上。存取速度快，但容量有限，其大小受地址总线位数的限制。缓冲存储器（缓存，CacheMemory）用来存放不经常使用的程序和数据，CPU不能直接访问它。属计算机的外部设备,是为弥补内存容量的不足而配置的，容量

5、大，成本低，所存储信息既可以修改也可以长期保存，但存取速度慢。需要配置专门的驱动设备才能完成对它的访问，如硬盘、软盘驱动器等。位于主存与CPU之间，其存取速度非常快，但存储容量更小，可用来解决存取速度与存储容量之间的矛盾，提高整个系统的运行速度。125.1.2存储器的分类小结135.1.3存储器的主要性能指标存储器性能指标主要有三项：存储容量、存储速度、可靠性存储容量：反映存储器可存储信息量的指标。以字数×每个字的字长表示。如某存储器存储容量为64K×8位，即64K字节。存储速度：完成一次访问（读/写）存

6、储器的时间。可靠性：存取时间TA（AccessTime）表示启动一次存储操作到完成该操作所经历时间；存储周期TMC（MemoryCycle）两次独立的存储操作之间所需的最小时间间隔。14三级层次的存储器结构存储器的基本结构155.1.4存储器的组成结构半导体存储器一般由以下部分组成：存储体、地址选择电路、输入输出电路、控制电路·存储体：矩阵形式保存数据。·地址选择器：接受CPU送来的地址信号并对它进行译码，选择与此地址码相对应的存储单元，以便对该单元进行读／写操作。（1）单译码——适用于小容量存储器（2）

7、双译码——分为行译码与列译码·I/O电路：控制信息的读出与写入（包含对I/O信号的驱动及放大处理功能）。·控制电路：片选信号用以实现芯片的选择。读/写控制电路则用来控制对芯片的读/写操作。16静态随机存取存储器SRAM动态随机存取存储器DRAM5.2随机存取存储器RAMRAM(RandomAccessMemory)意指随机存取存储器。其工作特点是：在微机系统的工作过程中，可以随机地对其中的各个存储单元进行读／写操作。175.2.1静态随机存取存储器SRAM基本存储单元·基本工作原理(b)六管基本存储电路(

8、a)六管静态存储单元的原理示意图T1截止→A＝“1”→T2导通→B＝“0”→T1截止（稳定）T1导通→A＝“0”→T2截止→B＝“1”→T1导通（稳定）·读出操作·写入操作X译码与Y译码信号消失后，T5～T8都截止。由于存储单元有电源及负载管，可以不断地向栅极补充电荷，依靠两个反相器的交叉控制，只要不掉电，就能保持写入的信息“1”，而不用刷新。X译码高电平→T5、T6导通Y译码高电平→T7、T8导通这种存储电路的读出过程是非破