微机原理与接口课件-第5章 存储器.ppt

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1、第五章存储器及其与CPU接口▪存储器分类及性能指标▪随机读写存储器▪只读存储器▪存储器与CPU接口的基本技术存储器是微型计算机系统中的重要组成部分。任何CPU构成的微机系统必须配备一定存储容量的存储器。存储器的主要功能是用来存放系统工作时的信息，即程序和数据。存储器容量愈大，能存放的信息就愈多，计算机的能力就愈强。存储器作为计算机系统的重要组成部分，随着更好的存储载体材料的发现及生产工艺的不断改进，争取更大的存储容量、获得更快的存取速度、减小存储器载体的体积以及降低单位存储容量性价比等方面都获得快速

2、的发展。5.1存储器分类及性能指标5.1.1半导体存储器的分类简单的二级结构主存+辅存一般为半导体存储器，也称为短期存储器。解决读写速度问题。包括磁盘（中期存储器）、磁带、光盘（长期存储）等。解决存储容量问题。一、按存储器制造工艺分类双极型存储器——TTL型、ECL型、I2L型等。存取速率高，但集成度低，功耗大，成本高。主要用于高速的微型计算机和大型计算机中。MOS型存储器——CMOS型、NMOS型、HMOS型等。制造工艺简单，集成度高，功耗低，价格便宜。但在速率上比TTL型存储器要低。二、按存储器

3、的读写功能分类只读存储器ROM随机存取（读写）存储器RAM三、随机存储器RAM存储器中的信息既能随时读出，也能随时写入，RAM中信息在关机后消失。SRAM：静态RAM。利用半导体触发器的两个稳定状态表示“1”和“0”。电源不关掉，SRAM的信息不会消失，不需动态刷新电路。DRAM：动态RAM。利用MOS管的栅极对其衬底间的分布电容保存信息，DRAM的每个存储单元所需MOS管较少，因此集成度高，功耗小，价格便宜。DRAM中的信息会因电容漏电而逐渐消失，需配置专门的动态刷新电路。四、只读存储器ROM使用

4、使只能读出，不能写入。ROM中信息关机后不消失。掩膜ROM（MaskedROM）：生产时已将程序、数据写入其中，用户只能读出，不能修改。PROM（ProgrammableROM）：可编程的只读存储器。PROM中的程序是由用户自行写入的，但一经写入就无法更改了，是一种一次性写入的ROM。EPROM（ErasableProgrammableROM）：可擦除可编程存储器。EPROM可由用户自行写入程序，写入后的内容可用紫外线灯照射来擦除，然后可重新写入内容。EPROM可多次改写。E2PROM（Electr

5、icallyErasableProgrammableROM）：电可擦除可编程ROM。可用电信号进行清除和重写的存储器。E2PROM使用方便，但存取速度较慢，价格较贵。半导体存储器磁介质存储器光存储器Multi-SRAMNV-SRAMFIFOCache双极型：存取速度快，但集成度低，一般用于大型计算机或高速微机中；MOS型掩膜ROM一次性可编程PROM紫外线可擦除EPROM电可擦除E2PROM可编程只读存储器FLASH读写存储器RAM只读存储器ROM（按读写功能分类)静态SRAM动态DRAM：集成度高

6、但存取速度较低一般用于需要较大容量的场合。速度较快，集成度较低，一般用于对速度要求高、而容量不大的场合。按存储介质分类5.1.2半导体存储器的主要技术指标1.容量：指一个存储器芯片能存储的二进制信息。存储器芯片容量=存储单元数×每单元的数据位数例：62648KB=8K×8bit61162KB=2K×8bit1字节=8bit；1KB=210字节=1024字节；1MB=210KB=1024KB；1GB=210MB=1024MB；1TB=210GB=1024GB。2.存取时间：存取时间是指向存储器单元写入

7、数据及从存储器单元读出数据所需的时间，有时又称为读写周期。3.功耗：功耗是存储器的重要指标，不仅表示存储器芯片的功耗，还确定了计算机系统中的散热问题。功耗通常是指每个存储元消耗功率的大小，单位为微瓦/位（µW/位）或者毫瓦/位（mW/位）。4.可靠性：可靠性要求是指对电磁场及温度变化的抗干扰性。存储器的可靠性用平均无故障时间MTBF（MeanTimeBetweenFailures）来表征。MTBF表示两次故障之间的平均时间间隔。MTBF越长，意味着存储器可靠性越高，保持正确运行的能力越强。5.性能/

8、价格比：“性能”主要包括存储容量、存取周期和可靠性等。性能价格比是一项综合性指标，对不同用途的存储器有不同的要求。选用芯片时，在满足性能要求的条件下，尽量选择价格便宜的芯片。5.2随机读写存储器5.2.1静态读写存储器SRAMT1和T2组成一个双稳态触发器，用于保存数据。T3和T4为负载管。如A点为数据D，则B点为数据/D。T1T2ABT3T4+5VT5T6行选择线有效（高电平）时，A、B处的数据信息通过门控管T5和T6送至C、D点。行选择线CD列选择线T7T8I/O