《微型计算机原理与接口技术》课件——存储器及其接口

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1、版权声明本电子教案内容为西北师范大学计算机科学系微机原理与汇编语言课讲义，大家可以自己个人使用。但由于本教案同时也部分使用了其他人所写讲义或CAI课件的内容，因此禁止使用本材料进行任何商业性或赢利性活动。同时作者不承担由于使用本教案而引发的其他连带责任。转载时请保留本版权声明。-索国瑞suogr@sina.com存储器存储器概述随机存取存储器只读存储器半导体存储器与CPU的连接微机内存储器组织1存储器概述存储器概述半导体存储器的分类半导体存储芯片的一般结构半导体存储器的主要技术指标1.1存储器概述存储器概述二级存储体系存储器由内存储器和外存储器组成。内

2、存储器在主机内部，通过CPU系统总线直接与CPU相连，主要用来存放当前机器运行的程序和数据。也是CPU可以在指令中，或者说通过机器指令可以直接访问的存储器。外存储器通过I/O接口与CPU相连，主要用来存放机器暂不用的程序和数据。根据需要，可以随时调用。也是CPU不能在指令中直接访问的存储器。主存和辅存所构成的二级存储体系形成了计算机的存储器系统：内存能即时为CPU提供存放信息的空间，而外存则提供了存放大量的计算机后备数据的存储空间。三级存储体系由高速缓冲存储器(Cache)、内存、外存组成的三级存储体系在存储器系统的整体性能上得到了更好的体现。也有人将

3、CPU内的寄存器和海量存储器加入后称为5级存储体系存储器分类按存储器在计算机系统中的地位，可分为内存储器和外存储器。按存储特性，可分为易失性存储器和非易失性存储器；按寻址特征，可分为随机访问存储器、顺序访问存储器和直接访问存储器。按存储介质和存储器的工作原理，则可分为半导体存储器、磁介质存储器和光碟存储器。按制造工艺分1、双极性（TTL：Transister-TransisterLogic）:速度快，集成度低，功耗大，价格高，作Cache2、MOS(Motel－Oxide-Semiconductor)型：特点与TTL相反。主要有NMOS，HMOS，CM

4、OS，CHMOS等，作DRAM，SRAM,EPROM等1.2半导体存储器的分类随着大规模集成电路技术的发展，内存储器一般使用半导体存储器。半导体存储器具有体积小、集成度高、外围电路简单等优点，被计算机系统广泛采用。计算机系统的主存和各种外部设备的缓存，都是由半导体存储器担任。半导体存储器可分为易失性存储器和非易失性存储器两类。易失性存储器易失性存储器主要是指随机访问存储器RAM(RandomAccessMemory)。作用：主要用于存放各种现场输入/输出的数据、中间结果、与外存储器交换的信息以及作堆栈用。特点：RAM可以随机地、个别地对任意一个存储单元

5、进行读、写的存储器，是掉电易失性存储器。分类；可按信息存储方式的不同分为静态RAM和动态RAM。非易失性存储器非易失性存储器一般指只读存储器(ROM-ReadOnlyMemory)作用：主要用于存放固定的程序（监控程序、汇编程序等）和各种常数、表格等。特点：只能读不能写，掉电不易失性。分类：①掩膜式ROM(MROM)②一次性编程OTPROM(OneTimeProgrammableROM)③可擦除PROM(ErasablePROM)④电擦除PROM(ElectricallyErasablePROM)1.3半导体存储芯片的一般结构半导体存储器芯片的内部结构

6、芯片的内部结构都是由存储体和外围电路二部分组成。一个基本存储电路只能存储一个二进制位，存储体是由一系列按行/列排列的基本存储单元所组成。存储芯片有不同的组织形式：将各个字的同一位组织在一个芯片中，如：811816K×1（DRAM）将各个字的4位组织在一个芯片中，如：21141K×4（SRAM）将各个字的8位组织在一个芯片中，如：61162K×8（SRAM）。地址寄存地址译码存储体读写电路数据寄存AB……OEWECS控制电路DB图4.2.1半导体芯片的一般结构芯片存储容量＝芯片存储单元数×每个存储单元的位数＝2M×N，其中M是地址线数量，N是数据线数量外

7、围电路外围电路由地址译码器、I/O电路、片选控制和输出驱动电路所组成。地址译码器地址译码器用以对n条地址线译码，以选择2n个存储单元中的一个。根据输入地址来选择存储单元，通常采用行/列双译码方式；I/O电路I/O电路介于数据总线与被选中的单元之间，用以控制被选中的单元读出或写入，并具有驱动作用。片选控制电路片选控制电路用于控制本芯片是否被选中。一个存储器往往由一定数量的片子组成。在地址选择时，首先要选片，用地址译码器输出和一些控制信号(如8086的M/IO)形成选片信号，只有当某一片的CS输入信号有效，才能对这一片上的存储单元进行读或写的操作。输出驱动

8、电路为扩展存储器的字数，常需将几片RAM的数据线并联使用或与双向的数据总线接，因而需要用到三态