微机原理与接口技术(第二版) 教学课件 作者 毛红旗 刘敏 杨洪亮 第06章 存储器系统.ppt

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1、第6章存储器系统6.1.1存储器体系结构6.1.2半导体存储器的分类按存取方式分类6.1.3半导体存储器的主要性能指标1、存储容量存储容量是指存储器（或存储器芯片）存放二进制信息的总位数。存储容量与地址、数据线条数有关：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6.1.3半导体存储器的主要性能指标2．存取时间存取时间是指从CPU给出有效的存储器地址来启动一次存储器读写操作，到该操作完成所经历的时间。3、存取周期存取周期是指连续启动两次独立的存储器读/写操作所需的最小间隔时间。存取周期等于存取时间加

2、上存储器的恢复时间4、可靠性5、其他指标6.3半导体存储器接口技术CPU通过地址总线、数据总线及控制总线实现与存储器的连接。存储器与CPU连接时应注意的问题:（1）CPU总线的负载能力（2）CPU时序与存储器芯片存取速度的配合问题（3）存储器的地址分配和片选问题6.3.1存储器地址分配及译码内存通常分为RAM和ROM两大部分，各自占不同的存储器地址当CPU访问存储器时，它必须接通总线，以便与CPU交换数据；当CPU不访问它时，它必须逻辑上与总线断开，以免干扰其它部件对总线的使用。通过译码控制，使得只有CPU发出的访问地址属于存储器芯片的地址范围时，它

3、才能被选中。6.3.1存储器地址分配及译码（续）存储芯片的地址线通常与系统的低位地址总线相连，高位地址线经外部地址译码器产生的输出信号与存储器的片选端相连接通过地址译码实现片选的方法有3种：（1）线选法（2）全译码法（最常用的方法）（3）部分译码法6.3.2存储器与CPU的连接在微机系统中，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，选择要进行读/写操作的存储单元，然后通过控制总线发出相应的读/写控制信号，最后才能在数据总线上进行数据交换。所以，存储器芯片与CPU之间的连接，实质上就是其与系统总线的连接，包括：地址线的连接；数据线的连接

4、；控制线的连接；6.3.2存储器与CPU的连接（续）任何存储芯片的存储容量都是有限的，通常需要将多个存储芯片进行组合，以满足对存储容量的需求，这种组合就称为存储器的扩展。存储器扩展的方法有位扩展、字扩展和字位扩展。6.3.2存储器与CPU的连接（续）扩展时需要的芯片数量＝需要扩展的容量/单片容量例如：某系统要增加8K×8的存储容量，若选用2114芯片（1K×4），则需要：（8K×8）/（1K×4）＝16片。主存容量的扩展方法1、存储容量的位扩展适用场合：存储器芯片的存储单元数满足存储器系统的要求，但每个存储单元的存储位数小于存储器系统的要求。位扩展的

5、电路连接方法是：将每个存储芯片的地址线和控制线（包括选片信号线、读/写信号线等）全部同名接在一起，而将它们的数据线分别引出连接至数据总线的不同位上。位扩展举例例：使用64K×1位的存储芯片组成64K×8位的存储模块解：存储单元数满足要求，但每个单元的存储位数不满足要求，需要进行位扩展。需要的芯片数＝（64K×8）/（64K×1）＝8每片的地址线16条、数据线1条存储容量的位扩展位扩展的特点位扩展保持总存储单元数不变，只增加每个单元的存储位数，位扩展构成的存储模块的单元内容存储于不同的存储器芯片上。这些芯片应被看作是一个整体，常被称为“芯片组”2、存储

6、容量的字扩展适用场合：存储器芯片的每个存储单元的存储位数符合存储器系统的要求，但存储单元数太少。字扩展的电路连接方法是：将每个芯片的地址信号、数据信号和读/写信号等控制信号线同名全部接在一起，只将片选信号分别引出到地址译码器的不同输出端，即用片选信号来区别各个芯片的地址。字扩展举例例：用16K×8位的芯片组成64K×8位的存储器模块解：存储单元数不满足要求，而每个单元的存储位数已经满足要求，需要进行字扩展。需要的芯片数＝(64K×8)/(16K×8)＝4每片的地址线14条、数据线8条存储容量的字扩展3、存储容量的字位扩展适用场合：存储器芯片的存储单元

7、数和每个单元的存储位数均不符合存储器系统的要求，这时就需要用多片这样的芯片同时进行位扩充和字扩充，以满足系统的要求。内存扩展的次序一般是先进行位扩展，构成字长满足要求的内存模块，然后再用若干个这样的模块进行字扩展，使总容量满足要求。字位扩展举例例：用16K×4位的芯片组成64K×8位的存储器模块解：存储单元数及每个单元的存储位数都不满足要求，需要进行字位扩展。需要的芯片数＝(64K×8)/(16K×4)＝8每片的地址线14条、数据线4条