微机原理 第七章5

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1、第七章存储器和高速缓存技术§7.1半导体存储器概述§7.2随机存取存储器§7.3只读存储器§7.4半导体存储器与CPU的连接§7.５高档微机中的高速缓存技术§7.1半导体存储器概述除采用磁、光原理的辅存外，其它存储器主要都是采用半导体存储器本章介绍采用半导体存储器及其组成主存的方法CPUCACHE主存（内存）辅存（外存）2存储器的逻辑结构示意图3§7.1.1选择存储器件的考虑因素（1）易失性（2）只读性（3）位容量（4）功耗（5）速度（6）价格（7）可靠性4§7.1.2半导体存储器的分类按制造工艺双极型：速度快、集成度低、功耗大MOS型：速度慢、

2、集成度高、功耗低按使用属性随机存取存储器RAM：可读可写、断电丢失只读存储器ROM：正常只读、断电不丢失5半导体存储器的分类半导体存储器只读存储器（ROM）随机存取存储器（RAM）静态RAM（SRAM）动态RAM（DRAM）非易失RAM（NVRAM）掩膜式ROM一次性可编程ROM（PROM）紫外线擦除可编程ROM（EPROM）电擦除可编程ROM（EEPROM）闪烁存储器FLASHROM（EEPROM）61.读写存储器RAM组成单元速度集成度应用SRAM触发器快低小容量系统DRAM极间电容慢高大容量系统NVRAM带微型电池慢低小容量非易失72.只读

3、存储器ROM掩膜ROM：信息制作在芯片中，不可更改PROM：允许一次编程，此后不可更改EPROM：用紫外光擦除，擦除后可编程；并允许用户多次擦除和编程EEPROM（E2PROM）：采用加电方法在线进行擦除和编程，也可多次擦写FlashMemory（闪存）：能够快速擦写的EEPROM，但只能按块（Block）擦除8§7.1.3半导体存储器芯片的结构地址寄存地址译码存储体控制电路AB数据寄存读写电路DBOEWECS①存储体存储器芯片的主要部分，用来存储信息②地址译码电路根据输入的地址编码来选中芯片内某个特定的存储单元③片选和读写控制逻辑选中存储芯片，

4、控制读写操作9①存储体每个存储单元具有一个唯一的地址，可存储1位（位片结构）或多位（字片结构）二进制数据存储容量与地址、数据线个数有关：芯片的存储容量＝2M×N＝存储单元数×存储单元的位数M：芯片的地址线根数N：芯片的数据线根数10②地址译码电路译码器A5A4A3A2A1A06301存储单元64个单元行译码A2A1A0710列译码A3A4A501764个单元单译码双译码单译码结构双译码结构双译码可简化芯片设计主要采用的译码结构11③片选和读写控制逻辑片选端CS*或CE*有效时，可以对该芯片进行读写操作输出OE*控制读操作。有效时，芯片内数据输出该

5、控制端对应系统的读控制线写WE*控制写操作。有效时，数据进入芯片中该控制端对应系统的写控制线12§7.2随机存取存储器静态RAMSRAM2114SRAM6264动态RAMDRAM4116DRAM216413§7.2.1静态RAMSRAM的基本存储单元是触发器电路每个基本存储单元存储二进制数一位许多个基本存储单元形成行列存储矩阵SRAM一般采用“字结构”存储矩阵：每个存储单元存放多位（4、8、16等）每个存储单元具有一个地址14静态RAM的结构典型的RAM的示意图15SRAM芯片2114存储容量为1024×418个引脚：10根地址线A9～A04根数

6、据线I/O4～I/O1片选CS*读写WE*123456789181716151413121110VccA7A8A9I/O1I/O2I/O3I/O4WE*A6A5A4A3A0A1A2CS*GND16SRAM2114的读周期数据地址TCXTODTTOHATRCTATCODOUTWECSTA读取时间从读取命令发出到数据稳定出现的时间给出地址到数据出现在外部总线上TRC读取周期两次读取存储器所允许的最小时间间隔有效地址维持的时间TCO片选到输出稳定时间TCX片选到输出有效时间TOTD从断开片选到输出变为三态TOHA地址改变后的维持时间17SRAM2114

7、的写周期TWCTWRTAW数据地址TDTWTWDOUTDINTDWTDHWECSTW写入时间从写入命令发出到数据进入存储单元的时间写信号有效时间TWC写入周期两次写入存储器所允许的最小时间间隔有效地址维持的时间TWR写恢复时间TDTW从写信号有效到输出三态的时间TDW数据有效时间TDH数据保持时间18SRAM芯片6264存储容量为8K×828个引脚：13根地址线A12～A08根数据线D7～D0片选CS1*、CS2读写WE*、OE*+5VWE*CS2A8A9A11OE*A10CS1*D7D6D5D4D3NCA12A7A6A5A4A3A2A1A0D0

8、D1D2GND12345678910111213142827262524232221201918171615194.2.2动态RAMDR