微机原理与接口技术第六章剖析.ppt

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1、第六章存储器及其接口方法存储器分类和存储原理存储器系统的层次结构存储器的地址选择存储器与CPU的连接微机原理及接口技术存储器系统是计算机的重要组成部分(1)内存：也称主存。CPU可直接对它进行存入和取出信息，存放CPU当前正在处理的程序和数据，它的存取速度尽可能与CPU匹配。(2)外存：属外设，也称辅助存储器。用来存储CPU当前不急用的信息，一旦需用，则通过接口电路送至内存，速度低些，容量大。第一节存储器分类和存储原理一、存储器分类1.按功能分类(1)主存一般为半导体存储器100ns～2μs(2)辅存磁表面存储器，光盘存储器容量大，速度慢(μs～ms级间)2.按存储

2、介质(1)半导体存储器(2)磁介质存储器(3)光盘存储器3.按存取方式(1)随机存取存储器RAM(RandomAccessMemory)双极型，MOS型(2)只读存储器ROM(ReadOnlyMemory)掩膜ROM，PROM，EPROM，EEPROM，闪存(3)顺序存取存储器SAM(SequentialAccessMemory)信息一般以文件或数据块形式按顺序存放。(4)直接存取存储器DAM(DirectAccessMemory)介于随机和顺序存放之间，如磁盘。二、主要指标1.存储容量字节(B)，千字节(KB)，兆字节(MB)，千兆字节(GB)字长为16位，64K容

3、量，写作64K×16位。2.存取时间读取时间TA：收到读命令到信息读出所需时间。存储周期TM：CPU两次访问存储器的最小间隔时间三、半导体存储器的组成1.存储体存储信息由许多存储元件组成，排列成矩阵。如字长8位，存一个字节需8个存储元件。容量为1K×8位，则存储元件1024×8=8192(1)存储地址：对每一个存储单元的编号。(2)存储地址线数n与存储单元数N：2n=N例：1K×8位地址线为10根，即：210=1K2.地址选择电路地址码寄存器，地址译码器作用是对地址译码，选中存储体中的某一存储单元。3.读写和控制电路读/写放大器，数据寄存器，控制电路。(1)读RD，写

4、WR，控制数据信息流向。(2)CS片选，对存储器芯片进行选择，CS=0，选中该芯片。四、RAM1.静态RAM(SRAM)行线X列线YT6T5T1T3T4T2T7T8123写控制读控制数据线+5V(1)双稳态触发器两个稳态分别表示0和1行列高,T5-T8导通,该存储单元选中,可读写读:读线高写线低,门1、2关闭3打开触发器状态(A点电平)通过T6、T8三态门3送数据线。写：写线高，读线低，门1，2打开，3关闭。写入1：门2输出1经T8、T6，加至T1栅极，门1输出低电平经T7、T5加至T2栅极，使T1导通，T2截止，触发器为1状态。写入0：数据线低，结果T1截止，T2导

5、通。A说明：(2)信息可以写入，可以读出。(3)电源关掉后，所有信息消失。(4)存储容量小，功耗较大，集成度不高。2.动态RAM(DRAM)T3T4T1T2CCrVpp预充电读选择写选择写数据线读数据线(1)以MOS管栅极电容C是否充有电荷来记忆0和1。写入：写选择=1T1导通,信息进入写数据线,对电容C充电,写后T1截止，电荷(信息)保存在C上。读出：1)先在T4栅极预充电脉冲,T4导通，Cr充电，读数据线=1。2)读选择=1T3导通。C有电荷(信息1),T2导通,Cr放电,读数据线=0,经反相可得到原存信息。若C无电荷,T2截止,Cr不放电,读数据线=1说明：(2

6、)电容的漏电，信息要消失，2ms内必须刷新一次。(3)结构简单，存储容量大，功耗较低。动态RAM刷新：动态RAM的地址分行地址和列地址。例如64K容量：(1)16根地址线，分为8根行地址线，8根列地址线。(2)行地址选通RAS列地址选通CAS这样只需8根地址线管脚，可减少引线。(3)刷新过程是先读出，再对其重写。(4)刷新按行进行，只加行地址。32五、半导体只读存储器1.掩膜式ROMMOS管‘0’:跨接‘1’:不跨接2.一次性可编程程序只读存储器(PROM)常见的是熔丝型。记忆单元由三极管连接一段镍-铬熔丝组成。注意：PROM只能编程一次。(1)信息0：镍-铬熔丝存在

7、(2)信息1：镍-铬熔丝烧断3.EPROM紫外线擦除EPROM存储元件常用浮置栅MOS管做成，出厂时做成全“1“。编程写入：由用户通过高压脉冲写入信息，导致漏极PN结产生雪崩击穿，管子导通，表示写入0。擦除：芯片上有一个石英窗口，置于紫外线灯下，照射10～25分钟，紫外线使浮栅上的电荷得以泄放，恢复到原来不带电荷的状态1。工作时只能读出。平时窗口封住,防止光线进入六、磁表面存储器1.工作原理载磁体：在基体表面喷镀上一层很薄的磁性材料。读写磁头：上有读线圈和写线圈。利用磁头来形成和判别磁层中的不同磁化状态的。2.磁盘存储器硬磁盘HardDisk软磁盘F