微机原理第五章 存储器.ppt

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1、第五章存储器§1概述§2半导体存储器§3主存储器设计§1概述一、存储器分类存储器内存储器（半导体存储器）外存储器（外设）随机存储器RAM只读存储器ROM静态存储器（SRAM）动态存储器（DRAM）掩膜ROMPROMEPROMEEPROM硬盘软盘光盘磁带闪存寄存器组高速缓存Cache系统主存储器硬盘Cache磁盘存储器磁带存储设备光盘存储设备微型计算机系统中的存储器分级组成在CPU内部的通用寄存器集成度小的静态RAM简称内存，用于存放运行的程序和数据红区为半导体存储器绿区其它介质存储器1.内存储器特点：①存放正在运行的程序和数据②最大容量

2、取决于CPU地址总线的根数③不需要接口直接与CPU总线相连2.RAM与ROMRAM—读/写存储器，掉电内容丢失，用于存放正在运行的数据ROM—只读，掉电内容不丢失，用于存放固定程序二、存储器的性能指标存储器容量：地址单元*位数地址单元——取决于存储器地址线的根数位数——取决于存储器数据线根数例如1KB（10根地址线，8根数据线，有1024个地址，每个地址存放1个字节）2Kb（11根地址线，1根数据线，有2048个地址，每个地址存放1位）32KB（15根地址线，8根数据线，有32K个地址，每个地址存放1个字节）存取时间从CPU给出有效的存

3、储器地址启动一次存储器读/写操作，到该操作完成所经历的时间3.存取周期连续启动两次独立的存储器读/写操作所需的最小间隔时间4.可靠性5.性能/价格比存储容量（MB）访问时间S不同类型存储器的性能比较10-310110-110-50.11101001000软盘磁带硬盘光盘RAM/ROM磁带技术磁盘技术半导体技术§2半导体存储器一、半导体存储器的一般结构存储体CPUCPU来地址寄存器译码驱动电路读写电路数据寄存器控制逻辑启动读/写地址线数据线控制线1.存储体（m×n结构存储矩阵。其中每个小方块代表一个基本存储电路；01n-1字线0字线1字线

4、m-1位线0位线1位线n-101n-101n-12.地址寄存器用来存放CPU访问存储单元的地址3.译码驱动电路将地址总线输入的地址码转换成与它对应的译码输出线上的高电平或低电平，以表示选中了某一单元，并由驱动器提供驱动电流去驱动相应的读、写电路A0A100010203译码原理：4.读/写电路完成对被选中单元中的各位的读/写操作5.数据寄存器暂时存放被读/写的数据，以协调CPU与存储器或I/O接口的速度差异6.控制逻辑接收来自CPU的启动、片选、读/写及清除控制信号，经综合处理后，发出一组时序信号来控制读/写操作二、随机存储器1.静态存储

5、器——SRAM六管存储单元字线VccT3T1AT5T6T4T2BI/OI/O特点：1）存取速度快，常用于作为高速缓冲存储器（Cache）2）可读写，失电后信息丢失3）集成度小（单片存储容量小），功耗大典型芯片：6116（2K×8位）6264（8K×8位）62128（16K×8位）62256（32K×8位）32*32的存储矩阵行译码器列译码与I/O控制读/写控制数据缓冲器A0A41232R/SCSA9A8A7A6A51232输入/输出数据…………SRAM的内部结构字（行）选择线T5T1T6T2VDDDDT3T4列地址译码器T7I/OT8I

6、/O位线位线SRAM6264芯片的引脚引脚说明：刷新放大器(2ms)行选择信号列选择信号数据I/O线T2CST1动态存储器——DRAM存储原理：特点：1）由于采用对电容的充放电，存放信息，较SRAM存取速度慢2）可读写，失电后信息丢失3）功耗小，集成度高，单片存储容量大（单片容量可达上M）4）需要配备刷新电路（2ms）典型芯片：2164（64K×1位）51C256（256K×1位）HM5116100（16M×1位）HM5116400（4M×4位）三、只读存储器1.掩膜ROM存储原理A0A100单元01单元02单元03单元D0D1D2D3

7、地址译码器VccDSSiO2GN衬底2.光可擦除可编程只读存储器——EPROM存储原理：24VP+P+++浮栅MOSDS浮栅管字线位线输出位线Vcc特点：1）只读，失电后信息不丢失2）紫外线光照后，可擦除信息，3）信息擦除可重新灌入新的信息（程序）典型芯片（27XX）2716（2K×8位），2764（8K×8位）……信号源VCCVPP数据端（D7~D0）读方式+5V+5V低低低数据输出编程方式+5V+25V高高正脉冲数据输入检验方式+5V+25V低低低数据输出备用方式+5V+5V无关无关高高阻未选中+5V+5V高无关无关高阻CEOEPE

8、M3.电可擦除可编程只读存储器——EEPROM存储原理：信息的储存是通过电荷分布来决定的，编程的过程就是一个电荷的注入过程。编程结束后，尽管撤消了电源，但由于绝缘层的包围，注入的电荷无法泄露，因此电荷分布能