微机原理与接口技术 第六章 存储器接口剖析课件.ppt

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1、第六章存储器接口存储器是微型计算机系统中用来存放程序和数据的基本单元或设备。1.要求：系统对存储器的要求是容量大、速度快、成本低，但这三者在同一个存储器中不可兼得。2.解决：采用分级存储器结构，通常将存储器分为高速缓冲存储器、主存储器和外存存储器三级。中央处理器主存外存快存CPUM1M2M3图6.1三级存储器的结构示意图6.1半导体存储器一、半导体存储器的分类1.半导体存储器的分类a.双极型存储器;b.MOS型存储器2.按存取方式分类（1）随机存取存储器RAMa.静态RAMb.动态RAM（2）只读存储器ROMa.掩模式ROM;b.熔炼式可编程的PROM，c.可用

2、紫外线擦除、可编程的EPROM;d.可用电擦除、可编程的E2PROM等。存储器级制造工艺存取方式电路性能主存储器MOS型RAM静态RAM动态RAMROM一次成型ROM可擦可编ROM高速缓冲存储器双极型RAM静态RAMMOS型RAM静态RAM表6.1列出了微机系统中最常用的半导体存储器。二、半导体存储器的主要性能指标衡量半导体存储器性能的主要指标有存储容量、存取时间、功能和可靠性。1.存储容量存储容量是指存储器所能存储二进制数码的数量，即所含存储元的总数。例如，某存储芯片的容量为1024×4，即该芯片有1024个存储单元，每个单元4位代码。2.存取时间存取时间是指

3、从启动一次存储器操作到完成该操作所经历的时间，有时又称为读写周期。3.功耗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.可靠性可靠性一般是指对电磁场及温度变化等的抗干扰能力，一般平均无故障时间为数千小时以上。三、存储芯片的的组成地址译码器存储矩阵数据缓冲器012n-101m……控制逻辑…CSR/Wn位地址m位数据图6.2存储芯片组成示意图①地址译码器：接收来自CPU的n位地址，经译码后产生2n个地址选择信号，实现对片内存储单元的选址。②控制逻辑电路：接收片选信号CS及来自CPU的读/写控制信号，形成芯片内部控制信号，

4、控制数据的读出和写入。③数据缓冲器：寄存来自CPU的写入数据或从存储体内读出的数据。④存储体：是存储芯片的主体，由基本存储元按照一定的排列规律构成。6.2存储器接口技术一、存储器接口应考虑的几个问题1.存储器与CPU之间的时序配合;2.CPU总线负载能力;3.存储芯片的选用.二、存储器地址译码方法1.片选控制的译码方法常用的片选控制译码方法有线选法、全译码法、部分译码法和混合译码法等。（1）1KBCS（2）1KBCS（3）1KBCS（3）1KBCS1111A10A11A13A11A0~A9图6.4线选结构示意图（1）线选法当存储器容量不大，所使用的存储芯片数量不

5、多，而CPU寻址空间远远大于存储器容量时，可用高位地址线直接作为存储芯片的片选信号，每一根地址线选通一块芯片，这种方法称为选法。（2）全译码法采用全译码方式寻址64KB容量存储的结构示意图如图6.5所示.可见，全译码法可以提供对全存储空间的寻址能力。当存储器容量小于可寻址的存储空间时，可从译码器输出.（3）部分译码法(p119)(4)混合译码法(p120)8KB(2)CS8KB(1)CS8KB(8)CS3-8译码器A0~A12A13~A15Y0Y1Y7…图6.5全译码法结构示意图2、地址译码电路和的设计存储器地址译码电路的设计一般遵循如下步骤：①根据系统中实际存

6、储器容量，确定存储器在整个寻址空间中的位置；②根据所选用存储芯片的容量，画出地址分配图或列出地址分配表；③根据地址分配图或分配表确定译码方法并画出相应的地址位图；④选用合适器件，画出译码电路图。例1：某微机系统地址总线为16位，实际存储器容量为16KB，ROM区和RAM区各占8KB。其中,ROM采用2KB的EPROM,RAM采用1KB的RAM,试设计译码电路.设计的一般步骤:①该系统的寻址空间最大为64KB，假定实际存储器占用最低16KB的存储空间，即地址为0000H~3FFFH。其中0000H~1FFFH为EPROM区，2000H~3FFFH为RAM区。2KB

7、2KB2KB2KB1KB1KB1KB1KB1KB1KB1KB1KB0000H2000H3FFFH4000HROM区RAM区图6.8地址分配图②根据所采用的存储芯片容量，可画出地址分配图如6.8所示；地址分配表如表6.4所示。③确定译码方法并画出相应的地址位图。④根据地址位图，可考虑用3-8译码器完成一次译码，用适当逻辑门完成二次译码。A1174LS138ABCG2AG2BG1A12A13A14A15+5V译码器≥1≥1≥1≥1≥1≥1≥1≥1Y4Y1Y2Y3Y0Y5Y6Y71A10(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)去4

8、片EPROM去8片RAM