计算机组成原理 第三章 三主存储器课件.ppt

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1、第三章内部存储器主要内容概述（3.1）SRAM芯片（3.2）DRAM芯片（3.3）ROM与Flash（3.4）多模块交叉存储器（3.5）高速缓冲存储器Cache（3.6）虚拟存储器与存储保护（9.4、9.5）作业概述（3.1）返回一、常用存储器件RAM(SRAM芯片、DRAM芯片)ROM(MROM、PROM、EPROM、E2PROM)FLASH磁盘、磁带、光盘分类方法：按介质、按存取方式二、当前计算机存储系统的分级结构存储系统的分级结构：Cache（高速缓冲存储器）、主存、外存（Cache与主存合称内存）为什么分级？高速度、大容量、低位价Cache---主存这一层，速度接近Cache，容量与

2、位价接近主存；主存----辅存这一层，速度接近主存，容量与位价接近外存。Cache、主存、外存速度越来越慢容量越来越大位价越来越小CPUCache主存外存三、主存技术指标容量速度：存取时间、存取周期、带宽例：存取周期为500ns，每次存取可访问16位，求带宽？半导体存储芯片简介一、半导体存储芯片的基本组成译码驱动存储矩阵读写电路……地址线片选线……数据线读写控制线二、半导体存储芯片的译码方式；存储字与存储容量的计算译码方式单译码双译码存储容量的计算SRAMDRAMSRAM芯片（3.2）返回逻辑符号与组成框图容量计算存储位元是触发器（SRAM芯片存储位元记忆原理）存储单元（在单译码方式下；在双

3、译码方式下）功能表波形图SRAM与CPU的接口DRAM芯片（3.3）返回一、DRAM存储位元的记忆原理二、DRAM逻辑符号及组成框图三、DRAM的读周期、写周期、刷新周期刷新周期：从上一次对整个芯片刷新结束到下一次对整个芯片刷一遍为止的时间间隔。常用刷新周期：8ms、16ms、某些可以大于100ms.标准刷新操作有两种：只用RAS信号（需要外部刷新地址读数器），CAS在RAS之前（芯片内部有刷新地址计数器，每一个刷新周期自动加1）刷新方式有二种：集中式、分散式四、DRAM与CPU的接口五、DRAM正确性校验六、DRAM与SRAM的比较存储器容量扩展课本P73的例2、例3讲位扩展及字扩展电路怎

4、么接，以及为什么这么接六、SRAM与DRAM比较DRAM优点同样大小的芯片，DRAM的集成度远高于SRAM；DRAM行列地址分两次送，减少了芯片引脚，也减小了封装尺寸；DRAM功耗为SRAM的1/6，价格为SRAM的1/4DRAM缺点DRAM因为使用电容，所以速度比SRAM低；DRAM需配置再生电路，要消耗一部分能量。应用DRAM被广泛用于构造主存SRAM多用于构造CacheROM与Flash（3.4）返回一、MROM1.存储位元记忆原理2.逻辑符号二、EPROM1.存储位元记忆原理2.EPROM与CPU的接口三、用半导体芯片组织简单的主存例：CPU的地址总线16根(A15—A0，A0为低位

5、)，双向数据总线8根(D7—D0)，控制总线中与主存有关的信号有MREQ(允许访存，低电平有效)，R/W(高电平为读命令，低电平为写命令)。主存地址空间分配如下：0—8191为系统程序区，由只读存储芯片组成；8192—32767为用户程序区；最后(最大地址)2K地址空间为系统程序工作区。上述地址为十进制，按字节编址。现有如下存储器芯片：EPROM：8K×8位(控制端仅有CS);SRAM：16K×1位，2K×8位，4K×8位，8K×8位.请从上述芯片中选择适当芯片设计该计算机主存储器，画出主存储器逻辑框图.三、用半导体芯片组织简单的主存SRAM、ROM芯片与CPU的接口设计CPU与芯片的接口：

6、CPU的低位地址与芯片地址相接；CPU的读写信号与芯片的读写信号相接；CPU的高位地址信号及存储器访问信号通过一个译码电路形成芯片的片选信号存储器设计的关键是如何设计译码电路；设计方法是：确定芯片的地址范围，然后导出译码电路真值表，然后画译码器的电路图在这个例子中：主存地址分配：按字编址与按字节编址什么是按字编址，按字节编址按字编址：将连续地址分配给字节（即主存地址线上的地址是字的地址）按字节编址：将连续地址分配给字节（即主存地址线上的地址是字节的地址）例：某计算机主存有24位地址线，存储字长32位，如果按字编址，则最大可配置的主存容量是：如是按字节编址，则最大可配置的主存容量是：多模块交叉

7、存储器（3.5）返回一、交叉存储器的组成组成如图3.27所示各模块采用交叉编址（同一模块的字地址不连续）交叉编址与顺序编址，如图3.26所示字（存储单元）的块内地址与地址的意义对顺序编址，寻找块内地址向地址的变换，导出其地址组成对交叉编址，寻找块内地址向地址的变换，导出其地址组成二、交叉存储器的功能以流水方式完成块访问，如图3.28所示如果采用顺序存取方式就不能以流水方式完成块访问为了以流水方式完成块访问，必