微机原理与接口技术存储系统.ppt

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1、第5章存储系统存储器概述半导体随机存储器－静态随机存储器SRAM－动态随机存储器DRAM半导体只读存储器存储器系统设计－存储器片选控制－存储器容量扩展本章重点5.1概述存储器（Memory）是计算机系统中的记忆设备，用来存放程序和数据。计算机中的全部信息，包括输入的原始数据、计算机程序、中间运行结果和最终运行结果都保存在存储器中。构成存储器的存储介质，目前主要采用半导体器件和磁性材料。存储器中最小的存储单位就是一个双稳态半导体电路或一个CMOS晶体管或磁性材料的一个磁化元，它们可以存储一位二进制数据，称为存储元。由若干个存储元组成一个存储单

2、元，然后再由许多存储单元组成一个存储体。存储器的分类－按存储介质分半导体存储器：用半导体器件组成的存储器。磁表面存储器：用磁性材料做成的存储器。－按存储方式分随机存储器：存取时间和存储单元的物理位置无关。顺序存储器：存取时间和存储单元的物理位置有关。－按存储器的读写功能分只读存储器(ROM)：只能读出而不能写入的半导体存储器。随机读写存储器(RAM)：既能读出又能写入的半导体存储器。－按信息的可保存性分非永久记忆的存储器：断电后信息即消失的存储器。永久记忆性存储器：断电后仍能保存信息的存储器。－按在计算机系统中的作用分主存储器、辅助存储器、

3、高速缓冲存储器、控制存储器等。主存储器的技术指标：1)存储容量：指主存能存放二进制代码的总数。现代计算机中用半导体触发器的两个状态表示1和0，一个半导体触发器可以保存一个二进制数，称为一个bit(位)，8个触发器可以保存八个二进制数，称为一个BYTE（字节）。2）存储速度a.存取时间(访问时间)：指从一次读（写）操作命令发出到该操作完成将数据读到数据缓冲寄存器为止所经历的时间。以ns为单位，存取时间又分读出时间、写入时间两种。b.存取周期：指存储器连续启动两次独立的操作所需间隔的最小时间，以ns为单位，存取周期=存取时间+等待时间。c.存储

4、器带宽：每秒从存储器进出信息的最大数量,单位为位/秒或者字节/秒。如存取周期为500ns，每个存取周期可访问16位，则存储器带宽为：16位/(500×10-9)秒=3.2×107位/秒=32×106位/秒=32M位/秒存储器的分级结构高低小大快慢辅存寄存器缓存主存磁盘光盘磁带光盘磁带速度容量价格位／CPUCPU主机存储器与CPU的联系CPU与存储器的信息交换主要依靠系统总线来完成，根据总线传递信息的不同，系统总线被分为数据总线，地址总线和控制总线三大类。－数据总线DB(databus)：传输CPU与存储器之间的二进制数据，双向线。数据总线的

5、位数决定了CPU一次可以和存储器交换数据的位数，是微型机的重要指标。－地址总线AB(addressbus):传输CPU送出的地址信息，用来确定和CPU交换数据的存储单元，单向线。地址总线的位数决定了CPU可以直接寻址的内存空间。可寻址空间＝2n（n为地址总线的位数）－控制总线CB(controlbus)：传输CPU发出的控制信号，包括片选信号、读/写信号，访存允许信号，双向线。－地址译码驱动方式：根据地址总线的信息选中存储元的过程。译码电路0＃1＃2＃3＃A1A00010译码电路0＃1023＃A9A0………………线选法：译码器只有一个，译码

6、器的输出称为字选择线，被选单元由字选择线直接选定，地址输入线有N根，则能够确定2n个字地址，该方式下译码输出线过多，只适用于容量较小的存储芯片。重合法：译码器有两个，X译码器称为行译码器，决定选中某行，Y译码器称为列译码器，决定选中某列，被选单元由X、Y两个方向的译码输出决定。该方式可以极大的节省译码输出线。D数据总线A0A3A1A2地址总线控制总线WEM/IO111001处理器半导体存储器的结构行地址译码器存储器列地址译码器地址寄存器……读写放大器数据寄存器控制电路A19~A0读写……D15~D0……片选芯片容量译码驱动存储矩阵读写电路1

7、K×8位64K×16位片选线读/写控制线地址线…数据线…地址线（单向）数据线（双向）1081616字长字决定字长决定字译码驱动存储矩阵读写电路片选线读/写控制线地址线…数据线…片选线读/写控制线（低电平写）CSCEWEOEWRRD（写/输入使能，低电平写高电平读）（低电平读）（低电平芯片选中工作）（读/输出使能，低电平读高电平写）R/W（读/写使能，低电平写高电平读）信息保持：T1和T2管为工作管若T1管截止，则A点为高电平，使T2管导通，此时B点处于低电平，而B点的低电平会使A点更加截止，这是稳定状态。若T1管导通，则A点为低电平，使T2

8、管截止，此时B点处于高电平，而B点的高电平会使A点更加导通，这是稳定状态。电路有两种稳定状态，而且A和B点的电位总相反，假设以B点的高电平表示1，低电平表示0，那么这个触发器电路