微机课件05第五章：内存储器和存储体系.ppt

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1、第五章内存储器和内存体系半导体存储器概述RAM和ROM存储器与微处理器连接并行存储器重点：硬件上CPU如何连接存储器？本章内容5.1存储器概述CPU寄存器组高速缓冲存储器Cache主存储器磁带、磁盘光盘多级存储体系结构存取速度快位成本高容量小存取速度慢位成本低容量大高速缓存Cache（强调速度）位于主存和CPU之间，存取速度和CPU匹配，高于主存计算机正在执行的程序和数据主存计算机运行期间的程序和数据外存（容量）存放当前暂时不用的程序、数据或需要永久保存的信息5.1.1存储体系结构5.1.2半导体存储器分类双极型RAMMOS型RAM静态SRAM动

2、态DRAM掩膜式ROM可编程RPROM可擦式EPROM电可擦式EEPROM随机存储器RAM只读存储器ROM存取容量存取时间存储周期存储带宽5.1.3性能指标1024*4=N*M（存储单元*单元存储位）=数据写入或读出的时间=连续2次读/写间隔的最小时间=单位时间里存取的信息量5.2.1SRAM(静态RAM)由触发器电路构成基本单元有6个场效应管：由4个场效应管存储0和1另2个场效应管作为存储单元到用于读写的位线的控制开关每个基本单元可存储0或1掉电数据丢失5.2读写存储器与只读存储器SRAM读一位数据SRAM写一位数据DRAM(动态RAM)利用电

3、容存储电荷的多寡来表示0或1需要动态刷新，否则数据丢失掉电数据丢失5.2.2DRAM由一个电容和一个晶体管组成的DRAM单元ROM，不可擦写EPROM，紫外光可擦写EEPROM，高电压可擦写FlashEEPROM，按扇区擦写5.2.3只读存储器ROMNORFlash工作原理存储芯片(M*N)——存放大量二进制位10…1110……0101…10M个存储单元存放N个二进制位考虑的问题：CPU总线的负载能力CPU与存储器的速度匹配问题存储器地址分配与译码5.3存储器与微处理器的连接一个存储器往往由一定数量的芯片构成选择过程：选择存储芯片（片选）选择芯片

4、内部的存储单元（字选）1．存储器地址分配与译码（1）8K*810…1110……0101…108K个存储单元存放8个二进制位选择其中的一个单元，需要多少位地址呢？13位（213）需要多少位数据线呢？8位选择存储芯片内2个8K*4组成一个16K*410…110……0101…010…110……0101…0选择其中的一个单元，需要多少位地址呢？14位（214）13位——选择某一芯片8K个存储单元中的一个1位——选择是哪一个8K的芯片需要多少位数据线呢？4位选择存储芯片全译码法将除去片内寻址的地址线外的全部地址线用于地址译码部分译码将除去片内寻址的地址线外

5、的部分地址线用于地址译码1．存储器地址分配与译码（2）位扩展（M*N1M*N2）芯片的字数满足存储器字数的要求，但字长不够位扩展的连接各存储芯片的片内地址线并联，接至CPU地址总线各存储芯片的读写线并联，接至CPU的读写控制端各存储芯片的片选线并联，接至CPU访存信号各存储芯片的数据线单独列出，接至CPU的对应位2．存储芯片与CPU的连接（1）位扩展示意图（1K*41K*8）A0…A9MREQD7~D4D3~D0R/W……D0~D3CSA0…A9WE2114D0~D3CSA0…A9WE2114字扩展芯片的字长满足要求，但芯片的字数不够字扩展的

6、连接方式各存储芯片的读写线并联，接至CPU的读写控制端各存储芯片的数据线并联，接至CPU的数据总线各存储芯片的片内地址线并联，接至CPU地址总线低位各存储芯片的片选线接译码器不同输出，译码器输入接至CPU地址总线高位，译码器一控制端接访存信号2．存储芯片与CPU的连接（2）A0…A13MREQD7~D0R/W…D0~D7CSA0…A13WE………D0~D7CSA0…A13WED0~D7CSA0…A13WED0~D7CSA0…A13WE1234译码器A14A15Y1Y0Y2Y3字扩展示意图（16K*864K*8）字和位同时扩展（M1*N1M2*

7、N2）芯片的字数和字长均不满足存储器的要求字和位同时扩展的连接方式所有芯片的片内地址线、读/写控制线均对应地并接在一起，连接到CPU地址和控制总线的对应位上。同一地址区域内，不同芯片的片选信号连在一起，接到片选译码器的同一输出端；不同地址区域内的芯片的片选信号分别接到片选译码器的不同输出端不同地址区域内，同一位芯片的数据线对应地并接在一起，连接到数据总线的对应位上。不同位芯片的数据线分别连接到数据总线的不同位上。2．存储芯片与CPU的连接（3）D0~D3CSA0…A9WED0~D3CSA0…A9WED0~D3CSA0…A9WED0~D3CSA0…

8、A9WE…………A0~A9D7~D4D3~D0R/W&&1A10MREQ1字位同时扩展示意图（1K*42K*8）解决CPU和主存间速度