微机原理与接口技术教学全套课件第3版 汪吉鹏电子教案 6.ppt

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1、80x86的存储器系统连接实例存储器扩展各种存储器存储器概述第6章　半导体存储器6.1存储器概述6.1.1存储器系统存储器系统层次结构示意图如图6-1所示。该系统由高速缓存（cache）、主存、辅存三类存储器组成。三类存储器构成了两个层次的存储系统。图6-1存储器系统的层次结构1．“高速缓存—主存”层次为了进一步提高微机系统的运行速度，在“主存”和微处理器之间增设了容量小，速度快的“高速缓冲存储器”（Cache）。高速缓存（cache）的速度可以和处理器相匹配。由于它的容量小，不会显著提高系统成本。现代微处理器一般将cache集成在

2、微处理器的内部。Cache存储着微处理器当前使用的指令和数据，它和处理器之间一般以“字”为单位进行读写。2．“主存—辅存”层次辅助存储器由大容量的磁表面存储器或光存储器构成，它的显著的特征是具有很低的“位存储价格”。辅助存储器上存储着大量的程序和数据，在大部分的时间，它们处于“静止”的状态，也就是没有被使用。辅助存储器通过专用接口电路与微处理器相连接，相当于一台外部设备。辅存的重要特征是微处理器只能以“块”为单位访问这类存储器，处理器仅把目前使用的程序和数据装入主存。电源关闭后，辅存中的信息仍然可以长期保存。显然，这一层次主要解决存

3、储系统的“容量”问题。以上两种层次的组合，本质上来说，是充分利用Cache的高速度，辅助存储器的大容量和低成本，使存储系统较好地解决“容量—速度—价格”之间的矛盾。主存则用来祢补辅存不能随机存取，以及辅存与Cache差异过大的缺陷。计算机的存储器可分为:1.内部存储器，简称为内存或主存。2外部存储器，简称为外存。6.1.2半导体存储器的分类存储器就是用来存储信息的部件，正是因为有了存储器，计算机才有了对信息的记忆功能。半导体存储器静态RAM（SRAM）通常用于微型机的cache动态RAM（DRAM）主要用于微型机的主存集成RAM（I

4、RAM）掩膜型ROM（MROM）紫外线可擦除可编程ROM（EPROM）用于ROM-BIOS电可擦除可编程ROM（E2PROM）用于ROM-BIOS可编程ROM（PROM）闪速存储器（FlashMemory）新型快速读写存储器图6-2半导体存储器的分类RAMROM6.1.3半导体存储器的性能指标微型计算机系统中,内存是用半导体存储器件来构成的,人们习惯把存储器件简称为存储器。半导体存储器的性能指标：1.易失性2.只读性3.位容量4.速度5.功耗6.可靠性7.价格6.2各种存储器6.2.1只读ROM只读存储器ROM(ReadOnlyMe

5、mory)是指其一旦有了信息，就不能轻易改变，也不会在掉电时丢失，它们在计算机系统中是只供读出的存储器。图6-3ROM基本结构ROM器件的优点：1.结构简单，所以位密度比可读/写存储器高。2.具有非易失性，所以可靠性高。计算机系统中，一般既有RAM模块，也有ROM模块。ROM模块中常常用来存放：系统启动程序和参数表存放常驻内存的监控程序或者操作系统的常驻内存部分存放字库或者某些语言的编译程序及解释程序。1.掩膜型ROM或者简称为ROM2.可编程的只读存储器PROM3.可擦除可编程的只读存储器EPROM4.可用电擦除的可编程的只读存储

6、器E2PROM5.闪速存储器ROM可以分为五种：1．掩膜型ROM掩模型ROM中的信息是厂家根据用户给定的程序或数据对芯片图形（掩膜）进行2次光刻而决定的，用户对这类芯片无法进行任何修改。根据制造技术，掩模型ROM又可分为MOS型和双极型两种。MOS型功耗小，但速度比较慢，微型机系统中用的ROM主要是这种类型。双极型速度比MOS型快，但功耗大，只用在速度要求较高的系统中。在数量较少时，掩膜ROM的造价很贵，但是，如果进行批量生产，那么，就相当便宜。2．可编程PROMPROM（ProgrammableReadOnlyMemory）。这种

7、ROM出厂时，里面并没有写入信息，用户采用一定的设备可以对PROM中的内容进行设置。和掩膜ROM一样，PROM中的内容一旦写入，就再也不能改变。不过掩膜ROM中的信息是芯片制造时写入的，PROM中的信息则一般是芯片出厂后由用户写入的。3．紫外光擦除可编程EPROM由于PROM只能进行一次编程，所以万一出错，芯片只有报废，这使用户承担了一定的风险。EPROM只读存储器克服了这个缺点，它允许对芯片进行反复改写，因此对于新产品开发特别适用。EPROM芯片常用浮删型MOS管作为存储单元。新出厂的EPROM的每位均为“1”状态。对EPROM的

8、编程是用电信号控制将有关位由原来的“1”改写为“0”的过程；对EPROM的擦除过程则是用紫外光照射，既用高能光子将浮删上的电子驱逐出去，使所有的位为“1”状态。由于紫外光通过EPROM的石英窗口对整个芯片的所有单元都发生作用，所以一次