微机接口原理 第3章 存储器技术.ppt

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1、本章教学重点和难点：◆存储器的分类方法、存储器系统的层次结构。◆存储器读写、RAM和ROM的基本结构、存储器寻址方及存储器与微处理器的连接技术。◆存储器管理、闪速存储器、高速缓冲存储器等新型存储器技术。◆硬盘、光盘及其驱动器第3章存储器技术本章教学内容：3.1存储器概述（存储器的分类、性能、存储系统的层次结构）3.2读写存储器（SRAM、DRAM）3.3存储器的连接（存储器寻址、芯片选配及其与CPU的连接）3.4存储器管理3.5内部存储器技术发展3.6外部存储器3.1.1存储器分类3.1存储器简介1.按存储器在计算机中的地位和

2、作用分类：（1）内部存储器，又叫主存，主要用快速的半导体器件来构成内存。（2）外部存储器，又叫辅存，属于输入输出的外围设备。目前使用的外存主要有磁盘、磁带、光盘等。（3）高速缓冲存储器，是在CPU和主存之间设置的一个高速的容量相对较小的存储器，用来存放当前最可能频繁使用的程序和数据，在信息交换的过程中起缓冲作用，以加快部件间信息的交换。2.按存储器在计算机中的存取方式分类：（1）随机存取存储器RAM（RandomAccessMemory）可随机地从任意位置进行信息的存取，所用的存取时间都相同，与存储单元的地址无关，如

3、半导体随机存储器。（2）顺序存取存储器SAM（SequentialAccessMemory）只能以某种预先确定的顺序来读写存储单元，存取时间与存储单元的物理位置有关。如，磁带存储器。3.按构成器件和存储介质分类：（1）半导体存储器容量大、存取速度快、体积小、功耗低、集成度高。半导体存储器从制造工艺又可分为双极型和MOS型两类。双极型存取速度快，但功耗较大、集成度低、价格贵，一般用作高速缓存；MOS型存取速度慢，但集成度高，功耗小，价格便宜。一般用作主存。（2）磁存储器在非磁性金属或塑料的表面涂一层磁性材料，利用磁

4、层的不同磁化状态表示“1”或“0”。如磁盘、磁带、磁卡。（3）光存储器用激光技术控制访问的存储器，利用光学原理来读写信息的，如CD-ROM、可读写的光盘等。1.存储器件的容量：＝基本单元数×位数2.存储器的速度是以存储器的存取时间或存取周期来描述的。存取时间TA（AccessTime）、存取周期TAC（AccessCycle。3.存储器的功耗指存储器工作时所消耗的功率。分为维持功耗和操作功耗。4.可靠性，存储器的可靠性用平均无故障时间MTBF（MainTimeBetweenFailures）来表征。5.性能/价格

5、比3.1.2存储器的主要性能参数3.1.3存储系统的层次结构在计算机系统中通常采用三级层次结构来构成存储系统，主要由高速缓冲存储器Cache，主存储器和辅助存储器组成，如图3-1所示。3.2读写存储器■半导体存储器按存取方式可分为：随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。■RAM按采用器件分为：双极型存储器和MOS型存储器■MOS型存储器按存储原理可分为：静态存储器（SRAM）和动态存储器（DRAM）；■ROM按存储原理可分为：掩膜ROM、可编程PROM、光可擦除EPROM、电可擦除E2PROM和闪速存储器等。3.2

6、.1静态读写存储器SRAM1.基本存储电路该电路通常是由6个MOS管组成的双稳态触发器电路，如图3-2所示。2.静态RAM的结构利用基本存储电路排成阵列，再加上地址译码电路和读/写控制电路就可以构成随机存取存储器。3.2.2动态读写存储器DRAM1.基本存储电路DRAM存储信息的基本电路可以采用单管电路、三管电路和四管电路。2.DRAM的刷新DRAM是利用电容存储电荷的原理来保存信息的，但由于任何电容都存在漏电现象。一般每隔2ms就必须对动态RAM进行读出和再写入操作，使原来处于逻辑电平“1”的电容上所释放的电荷又得到补充，而

7、原来处于电平“0”的电容仍保持“0”，这个过程叫动态RAM的刷新。专门安排存储器刷新操作，主要以下几点：（1）刷新地址通常由刷新地址计数器产生，而不是由地址总线提供。（2）由于DRAM的基本存储电路可按行同时刷新，所以刷新只需要行地址，不需要列地址。（3）片内数据线与外部数据线完全隔离。3.2.3ROM制造工艺的不同，微机中常用的半导体只读存储器可分为掩膜式ROM、PROM、EPROM以及EEPROM等。3.2.4EPROMEPROM中，信息的存储是通过电荷分布来决定的。3.2.5EEPROM（E2PROM）电擦除可编程只读存

8、储器EEPROM（E2PROM），采用电擦除技术，允许在线编程写入和擦除，而不必像EPROM芯片那样需要从系统中取下来，再用专门的编程写入器和专门的擦除器编程和擦除。3.2.6闪速EEPROM（FLASH）FLASH是不用电池供电的，高速耐用的非易失性半导体存储器。FLASH