存储器及其与CPU接口

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1、第5章存储器及其与CPU接口第5章存储器及其与CPU的接口5.1半导体存储器的分类5.2随机读/写存储器5.3只读存储器ROM5.4存储器与CPU的基本技术5.5存储器的管理5.6高速缓冲存储器5.7外部存储器简介5.1半导体存储器的分类一、主要功能:存放系统工作时的信息(程序和数据)二、组成:由具有记忆功能的两态物理器件组成(电容、双稳态电路等)三、两种基本操作:读和写四、分类：1、按在微机系统中的位置分类：内存：存放当前运行所需要的程序和数据外存：存放当前暂不运行的程序和数据以及需要永久保存的数据

2、又(主存储器)(内部存储器)相对于外存，容量小，速度快，价格高在主板上(辅助存储器)(外部存储器)在外部，通过I/O接口(适配器)与CPU相连，成批与CPU交换数据相对于内存，容量大，速度低，价格低2、按存储介质分磁存储器：磁芯、磁盘、磁带半导体存储器：光存储器：光盘1)按半导体存储器制造工艺2)按半导体存储器工作方式和应用角度(1)双极型TTL(2)MOS型存储器(1)RAM(RandomAcessMemory)(2)ROM(ReadOnlyMemory)5.1.1半导体存储器半导体存储器从使用功能

3、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。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

4、（5）速度（6）价格（7）可靠性一、RAM又可以分为双极型（Bipolar）和MOSRAM两大类。正常工作，可读可写，一般情况掉电丢失。（一）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cache。（二）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（Dyna

5、mic）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。CELL行选择线X2、动态RAM的特点DRAM(DynsmicRAM)①基本存

6、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。单管动态存储电路3、NVRAM(NonVolatileRAM)非易失性RAM掉电时，将SRAM信息写入E2PROM4、PSRAM(PseudoStaticRAM)伪静态RAM片内集成了动态刷新电路5、MPRAM(MultiportRAM)多端口RAM(1)双口RAM(2)VRAM（VideoRAM）视频动

7、态读写存储器(3)双向FIFO，高速图形图像处理(4)MPRAM：三口、四口等6、FPRAM(FerroelecticRAM)铁介质读写存储器二、ROM（ReadOnlyMemory）正常工作时，只读不可写，掉电不丢失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

8、储器EPROM（ErasablePROM）高压写入，紫外线擦除4．OTPROM（OnetimeProgrammableROM）只不过在EPROM基础上，但没有窗口。2716引脚5、电可擦除可编程ROM(ElectronicErasibleProgrammableROM,EEPROM)EEPROM内资料的写入要用专用的编程器，并且往芯片中写内容时必须要加一定的编程电压(12—24V，随不同的芯片型号而定)。EEPROM在写入数据时，仍要利用一定的编程电压