微机原理与接口技术_05半导体存储器课件.ppt

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1、第5章半导体存储器2021/8/301本章主要内容5.1存储器概述5.2读写存储器RAM5.3只读存储器ROM5.4内存接口技术5.5微机内存空间的形成2021/8/3025.1存储器概述2021/8/3035.1.1存储器的分类1．按存储器在计算机中的作用和位置分类按存储器在计算机中的作用和位置可分为主存储器（内存）、辅助存储器（外存）、缓冲存储器等。1）主存储器（内存）主存储器又叫内部存储器，简称主存或内存，它是主机的组成部分。2）辅助存储器（外存）辅助存储器又称为外部存储器，简称辅存或外存。3）缓冲存储器缓冲存

2、储器设置在两个访问速度不同的存储部件之间，用以加快部件间的信息交换。2021/8/3042．按工作方式分类按存储器的工作方式可分为可读/写存储器和只读存储器。1）可读/写存储器可读/写存储器是一种既可读出信息又可写入信息的存储器。如主存储器、磁盘和磁带等。2）只读存储器ROM（ReadOnlyMemory）只读存储器对于存储在其内部的信息只能读出使用，不能进行写入，即在使用中不能改变内部的内容。2021/8/3053．按存取方式分类1）随机存取存储器RAM（RandomAccessMemory）随机存取存储器，可随机

3、从任何位置进行信息的存取，其存取数据的时间与信息在存储器中的位置无关。2）顺序存取存储器SAM（SequentialAccessMemory）顺序存取存储器的存储内容，只能按某种顺序进行存取，即存取时间与存取单元的物理位置有关。3）直接存取存储器DAM（DirectAccessMemory）直接存取存储器是不必经过顺序定位就可以直接定位存取位置的存储器。2021/8/3064．按存储介质分类按存储信息的介质材料，可将存储器分为磁存储器、半导体存储器、光存储器等。1）磁存储器磁存储器是采用磁性记录材料制造的存储器。2）

4、半导体存储器采用半导体器件和技术制造的存储器为半导体存储器。分为双极型和MOS型两种。3）光存储器采用激光技术控制访问的存储器。2021/8/3075.1.2存储器的层次结构1）CPU内部寄存器包括通用寄存器和专用寄存器。2）Cache为了提高CPU读写程序和数据的速度，在内存和CPU之间增加了两级高速缓存（Cache）。3）内存（主存）内存和CPU直接进行信息交换，存放当前正在运行的程序及数据。4）外存（辅存）外存用于存放当前未运行的程序及数据。5）虚拟内存它是指在内存不足的情况下，用硬盘的一部分空间模拟内存的一种

5、虚设内存，并不是真正的内存。2021/8/3085.1.3存储器的基本结构与数据组织1．基本结构（1）存储体：是存储器芯片的基础和核心。（2）地址总线：用来指出所需访问的存储单元的地址。（3）地址寄存器：存放CPU访问的来自地址总线的地址信息。（4）地址译码器：每个存储单元有唯一的地址编号，译码器接受CPU送来的地址信号并对它进行译码，选择与此地址码对应的存储单元。2021/8/309（5）读写控制电路：用来提供片选和读/写控制等信号，用来完成对被选中单元中各位的读/写操作。（6）数据寄存器：用来暂存CPU与内存之间

6、进行交换的数据信息，目的是为了协调CPU与存储器速度上的差异。（7）数据总线：数据总线用来在CPU与内存之间传送数据信息。2021/8/30102．数据组织在计算机系统中，作为一个整体一次存放或取出的数据称为“存储字”，例如8位机的存储字是8位字长；16位机的存储字是16位字长；32位机的存储字是32位字长等，在现代计算机系统中，内存一般是以字节编址，即一个存储地址对应一个8位存储单元，这样一个16位存储字就占了两个连续的8位存储单元，一个32位存储字就占了四个连续的8位存储单元等。2021/8/30115.1.4半

7、导体存储器的主要技术指标1．存储容量2．存储速度3．可靠性4．性价比5．功耗2021/8/30125.2读写存储器RAM2021/8/30135.2.1静态RAM（SRAM）1．基本存储电路存储器存放信息，其实质是存放一位一位的二进制码，每一位二进制码只有两个状态：0和1。任何有两个状态的器件都可作为存放二进制码的基本存储单元，静态存储器采用双稳态电路来作为存放一位二进制码的基本存储电路。2021/8/30142．工作原理下面介绍基本存储电路在读操作、写操作和保持信息时的工作原理。1）写操作2）保存信息3）读出操作2

8、021/8/30153．芯片内部结构典型芯片内部结构如下图所示。2021/8/30164．典型SRAM芯片HM6116常用的典型SRAM芯片有6116，6264，62256，62128等。6116芯片外部引脚简图及内部结构简图如下图所示。2021/8/30175.2.2动态RAM（DRAM）1．基本存储电路动态RAM利用MOS管的栅极电容存储电