计原及汇编存储系统

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1、第六章存储系统第一节存储器概述一、存储系统：由多种不同工艺的存储器组成二、存储器分类：1、按存储介质：半导体、磁介质、光介质等。2、按信息的可保存性：易失性、非易失性3、按存取方式：RAM、ROM、SAM、DAM4、按在计算机系统中的功能：主存储器、辅助存储器、Cache存储器和控制存储器第一节存储器概述三、存储器的主要技术指标：容量、速度、位价格四、存储系统的分层结构：CPU寄存器cache主存辅助存储器脱机大容量存储器第二节随机存取存储器和只读存储器1、静态RAM芯片(SRAM)（1）静态MOS存储单元电路举例一、RAM芯片所

2、用器件主要有双极型和MOS型两类，可分为SRAM芯片和DRAM芯片两种。SRAM特点：存取速度快、集成度低、功耗大DRAM特点：存取速度较SRAM慢、集成度高、功耗小•定义：T1导通、T2截止，存“0”T2导通、T1截止，存“1”•保持状态：行选择线Xi低，T5、T6管截止UV•工作状态：写“1”操作：行选择线Xi加高电平，位线加高电平，使T1截止、T2导通（“1”状态）写“0”操作：行选择线Xi加高电平，位线加低电平，使T2截止、T1导通（“0”状态）读操作：行选择线Xi加高电平UV若原存“1”:T2导通,电流从B线T6T2，

3、读“1”线有电流若原存“0”:T1导通,电流从线T5T1，读“0”线有电流读结束:行选择线Xi加低电平（2）SRAM存储芯片举例（Intel2114）内部结构(1K*4位)每个位平面1024单元（64行*16列）A3A4A5A6A7A8行地址译码BB数据输入数据输出列I/O电路列地址译码64×64=4096(1K×4)I/O1I/O2I/O3I/O4A0A1A2A9y0y15cswe内部结构（2）SRAM存储芯片举例（Intel2114）•输入：片选CS、写命令WE均为低（电平），打开输入三态门，数据总线M。•输出：片选CS低、

4、写命令WE为高（电平），打开输出三态门，M数据总线。引脚1817161514131211101234567892114（1K×4）A6A5A4A3A0A1A2CSGNDVCCA7A8A9I/O1I/O2I/O3I/O4WE（2）SRAM存储芯片举例（Intel2114）（1）单管MOS动态存储单元电路定义：C有电荷，存“1”C无电荷，存“0”保持状态：字线及位线均为低电平。2、动态RAM芯片（DRAM）字线Z位线WTCC1工作状态：写操作：字线Z加高电平写“1”：位线W加高电平，经T对C充电（V1）写“0”：位线W加低电平，电

5、容C经T放电（V0）写结束：字线Z、位线W加低电平。读操作：先对位线W预充电，使其分布电容C1充电至Vm=（V1+V0）/2，然后字线Z加高电平。若原存“1”：C经T向位线W放电，使W电平上升；若原存“0”：则W经T向C充电，使W电平下降。为破坏性读出，需立即重写。2、动态RAM芯片（DRAM）内部结构（2）DRAM芯片举例Intel2116(16k*1位)引脚及功能16脚封装（2）DRAM芯片举例Intel2116(16k*1位)地址7位：A6A0（行列地址，分时复用）RAS行选，CAS列选（低电平将A6A0作为行或列地址锁

6、存）Din数据输入，Dout数据输出，WE写使能161514131211109123456782116（16K×1）NCDINWERASA0A2A1VDDVssCASDOUTA6A3A4A5NC（3）动态存储器的刷新每隔2ms周期对存储体中全部的存储电容充电,以补充所消失的电荷,维持原存信息不变,这个过程被称为“刷新”(按行刷新)。最大刷新周期:全部刷新一遍所允许的最大时间间隔。优点：读写操作不受刷新工作影响，系统存取速度比较快。缺点：集中刷新期间必须停止读写，形成一段死区。集中刷新方式在2ms最大刷新周期内,集中对每一行进行刷新

7、。（3）动态存储器的刷新0123967读/写操作3999刷新操作刷新周期2ms分散刷新方式将存储周期分为两段,前段读/写/保持,后段刷新。优点：没有长的死区缺点：存取速度降低，降低整机的速度。刷新过于频繁（3）动态存储器的刷新读写刷新周期0刷新周期2ms读写刷新周期1读写刷新周期1999优点：兼有前面两种的优点,对主存利用率和工作速度影响小。控制上稍复杂。异步刷新方式按芯片行数决定所需的刷新周期数,并分散安排在最大刷新周期2ms中。（3）动态存储器的刷新读写62µs刷新周期2ms刷新读写刷新0.5µs62.5µs读写刷新62.5µ

8、s3、主存容量的扩展（1）位扩展用1M*1位的存储芯片，组成1M*8位（1MB）的主存采用数据线相拼接，共用一个片选信号（2）字扩展高位地址译码产生若干不同片选信号，按各芯片在存储空间分配中所占的编址范围，分送给芯片。低位地址线直接送往各芯片,选片