微机原理与接口技术：第07章

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1、存储器是信息存放的载体，是计算机系统的重要组成部分。有了它，计算机才能有记忆功能，才能把要计算和处理的数据以及程序存入计算机，使计算机能脱离人的直接干预，自动地工作。7.1半导体存储器的分类7.2读写存储器RAM7.3现代RAM7.4只读存储器（ROM）7.5虚拟存储器管理与IA-32微处理器的MMU单元退出课件第7章存储器7.1半导体存储器的分类半导体存储器从使用功能上来分，可分为：读写存储器RAM（RandomAccessMemory）又称为随机存取存储器；只读存储器ROM（ReadOnlyMemory）两类。RAM主要用来存放各种现场的输入、输出数据，中间计算结

2、果，与外存交换的信息和作堆栈用。它的存储单元的内容按需要既可以读出，也可以写入或改写。而ROM的信息在使用时是不能改变的，也即只能读出，不能写入故一般用来存放固定的程序，如微型机的管理、监控程序，汇编程序等，以及存放各种常数、函数表等。7.1.1RAM的种类在RAM中，又可以分为双极型（Bipolar）和MOSRAM两大类。1．双极型RAM的特点（1）存取速度高。（2）以晶体管的触发器（F-F——Flip-Flop）作为基本存储电路，故管子较多。（3）集成度较低（与MOS相比）。（4）功耗大。（5）成本高。所以，双极型RAM主要用在速度要求较高的微型机中或作为cach

3、e。2．MOSRAM用MOS器件构成的RAM，又可分为静态（Static）RAM（有时用SRAM表示）和动态（Dynamic）RAM（有时用DRAM表示）两种。（1）静态RAM的特点①6管构成的触发器作为基本存储电路。②集成度高于双极型，但低于动态RAM。③不需要刷新，故可省去刷新电路。④功耗比双极型的低，但比动态RAM高。⑤易于用电池作为后备电源（RAM的一个重大问题是当电源去掉后，RAM中的信息就会丢失。为了解决这个问题，就要求当交流电源掉电时，能自动地转换到一个用电池供电的低压后备电源，以保持RAM中的信息）。⑥存取速度较动态RAM快。（2）动态RAM的特点①基

4、本存储电路用单管线路组成（靠电容存储电荷）。②集成度高。③比静态RAM的功耗更低。⑤价格比静态便宜。⑥因动态存储器靠电容来存储信息，由于总是存在着泄漏电流，故需要定时刷新。典型的是要求每隔1ms刷新一遍。7.1.2ROM的种类1．掩模ROM早期的ROM由半导体厂按照某种固定线路制造的，制造好以后就只能读不能改变。2．可编程序的只读存储器PROM（ProgrammableROM）为了便于用户根据自己的需要来写ROM，就发展了一种PROM，可由用户对它进行编程，但这种ROM用户只能写一次。3．可擦去的可编程只读存储器EPROM（ErasablePROM）为了适应科研工作的

5、需要，希望ROM能根据需要写，也希望能把已写上去的内容擦去，然后再写，能改写多次。EPROM就是这样的一种存储器。EPROM的写入速度较慢，而且需要一些额外条件，故使用时仍作为只读存储器来用。只读存储器电路比RAM简单，故而集成度更高，成本更低。而且有一重大优点，就是当电源去掉以后，它的信息是不丢失的。随着应用的发展，ROM也在不断发展，目前常用的还有电可擦除的可编程ROM及新一代可擦除ROM（闪烁存储器）等。7.2读写存储器RAM7.2.1基本存储电路基本存储电路是组成存储器的基础和核心，它用以存储一位二进制信息：“0”或“1”。在MOS存储器中，基本存储电路分为静

6、态和动态两大类。7.2.2RAM的结构1．存储体2．外围电路3．地址译码的方式地址译码有两种方式：一种是单译码方式或称字结构，适用于小容量存储器中；另一种是双译码，或称复合译码结构。采用双译码结构，可以减少选择线的数目。在双译码结构中，地址译码器分成两个。若每一个有n/2个输入端，它可以有2n/2个输出状态，两个地址译码器就共有2n/2×2n/2=2n个输出状态。而译码输出线却只有2n/2+2n/2=2×2n/2根。7.2.3RAM与CPU的连接在微型计算机中，CPU对存储器进行读写操作，首先要由地址总线给出地址信号，然后要发出相应的是读还是写的控制信号，最后才能在数

7、据总线上进行信息交流。所以，RAM与CPU的连接，主要有以下三个部分：地址线的连接；数据线的连接；控制线的连接。在连接中要考虑的问题有以下几个方面。（1）CPU总线的负载能力。（2）CPU的时序和存储器的存取速度之间的配合问题。（3）存储器的地址分配和选片问题。（4）控制信号的连接。如果组成1K×8位，可以采用图7-9的1024×1位的片子，也可采用图7-10的256×4的片子。在图7-9中，每一片是1024×1，故其地址线为10条，满足整个存储体容量的要求。每一片相应于一位（只有一条数据线），故只要把它们分别接到数据总线上的相应位即可。对片子