微机原理第七章.ppt

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1、第7章　半导体存储器7.1概述7.1.1　半导体存储器的分类与技术指标1．半导体存储器的分类半导体存储器分类如下图所示。一：半导体存储器的特点。1.RAM的分类及特点（1）双极型RAM：存取速度高，集成度低，功耗大，成本高（2）MOS型静态RAM：集成度、功耗介于双极型RAM与动态RAM之间，不需要刷新（3）MOS型动态RAM的特点：必须定时刷新，集成度高，功耗低，价格便宜2．ROM的分类及特点（1）掩膜型ROM：厂家写入，用户只读。（2）可编程PROM：用户可编程写入一次。（3）紫外光擦除可编程EPROM：可多次擦写，

2、擦除须用紫外光。（4）电可擦除的可编程EPROM(EPROM)：可用电信号多次擦写。二：半导体存储器的技术指标1．存储容量存储器容量（S）＝存储单元数（p）×数据位数（i）数据位数（i）一般等于芯片数据线的根数；而存储单元个数（p）与存储器芯片的地址线条数（k）有如下关系：p＝2k。2．存取速度存取速度用二个指标来衡量：存取时间和存储周期。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。存储周期则是指连续两次访问存储器之间所需的最小时间间隔。存储周期等于存取时间加上存储器的恢复时间。

3、7.1.2静态读写存储器SRAM1．工作原理静态读写存储器（SRAM）存储单元的内部结构如图7－2所示，见下页：图7-2SRAM存储单元的内部结构2．SRAM芯片介绍6264是8K×8的SRAM芯片，其引脚如下图所示。各控制信号的配合如表7.1（见课本）。6116是2K×8芯片，其引脚如下图所示。3．SRAM的读写时序存储器读周期时间tRC＝读取时间tAA+读恢复时间tRS。二次读操作之间的时间间隔不应小于存储器读周期时间。图7－6存储器读时序存储器写周期的时序与读周期类似见下图。写周期时间tWC＝地址建立时间tAW+写入脉冲宽度tWP+恢

4、复时间tRS7.1.3动态读写存储器DRAM1．工作原理单管动态读写存储器的工作原理如下图所示。2．DRAM芯片介绍2164A是容量为64K×1位的动态随机存储器芯片，其外部引脚如下图所示。DRAM采用行地址和列地址来确定一个单元，相应片内地址划分为行地址和列地址两组，行列地址共用一组地址信号线分时传送。2164A的数据线有二根：用于输入的Din和用于输出的Dout。RAS为行地址选通信号，利用该信号将行地址锁存到芯片内部的行地址缓冲寄存器。CAS为列地址选通信号。利用该信号将列地址锁存到芯片内部的列地址缓冲寄存器。工作时地址总线上先

5、送上行地址,后送上列地址,它们分别在RAS和CAS有效期间被锁存在锁存器中。3．DRAM芯片的读写过程1．数据读出DRAM数据的读出时序如图7－10所示（见下页）图7-102．数据写入DRAM数据写入过程如图7－11所示（见下页）图7-113．刷新DRAM芯片的刷新时序如图7－12所示（见下页）图7-127.2CPU与存储器的连接7.2.1　主存容量的扩展方法所需片数＝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。1．位扩展位扩展如图7－13所示（

6、见下图）。位扩展的特点：①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）并联在一起，以保证对两个芯片及内部存储单元的同时选中。②数据线分别引出连接至数据总线的不同位上，以保证通过数据总线一次可访问到8位数据。经过位扩展以后，图7－13所示的8片64K×1芯片等效于图7－14（下图）所示的一片64K×8芯片。2．字扩展字扩展法如图7-15(见下页)所示，该图中4个芯片的地下分配如下：第一片最低地址0000H最高地址3FFFH第二片最低地址4000H最高地址7FFFH第三片最低地址8000H.最高地址BFFFH第四片最低

7、地址C000H最高地址FFFFH图7-1464KX8芯片组图7-15字扩展经过字扩展以后，图7－15所示的4片16K×8芯片等效于图7－14所示的一片64K×8芯片。字扩展的特点：①各芯片的数据线并联，接至相应的系统数据总线。②芯片的地址线并联到地址总线对应位上，地址总线高位接译码器，译码器输出用作各个芯片的片选信号。③读写控制信号并联后与控制总线中相应的信号连接。3．字位全扩展扩展方法如图7－16所示（见下页）。这8片16K×4芯片经字位扩展后仍等效于图7－14所示的一片64K×8芯片。内存扩展的次序一般是先进行位扩展，构成字长满

8、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。7.2.2存储器的译码1．译码的意义及译码电路通过译码控制，使得只有CPU发出的访问地址属于存储器芯片的地