微处理器系统结构与嵌入式系统设计课件：chap5 存储器系统.pdf

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1、微处理器系统结构与嵌入式系统设计第5章存储器系统8学时1微处理器系统结构与嵌入式系统设计第5章存储器系统5.1存储器件的分类（掌握）按存储介质分类按读写策略分类5.2半导体存储芯片的基本结构与性能指标（掌握）随机存取存储器只读存储器存储器芯片的性能指标5.3存储系统的层次结构（掌握）存储系统的分层管理虚拟存储器与地址映射现代计算机的多层次存储体系5.4主存储器设计技术（掌握）存储芯片选型存储芯片的组织形式地址译码技术2存储器接口设计微处理器系统结构与嵌入式系统设计5.1存储器分类1.内存储器和外存储器来分类内存储

2、器—半导体存储器外存储器—磁存储器和光存储器2.按存储载体材料分类半导体材料—半导体存储器：TTL型、MOS型2、ECL型、IL型等磁性材料—磁带存储器、软磁盘存储器和硬磁盘存储器等光介质材料—CD-ROM、DVD等3微处理器系统结构与嵌入式系统设计存储器分类3.按存储器的读写功能分类读写存储器RAM、只读存储器ROM4.按数据存储单元的寻址方式分类随机存取存储器RAM、顺序存取存储器SAM、直接存取存储器DAM5.按半导体器件原理分类晶体管逻辑存储器TTL、发射极耦合存储器ECL、单极性器件存储器MOS6.按存储原

3、理分类随机存取存储器RAM、仅读存储器ROM7.按数据传送方式分类并行存储器PM、串行存储器SM4微处理器系统结构与嵌入式系统设计5.1.1存储器分类按存储器介质双极型：存取速度快，但集成度低，一般用于大型计算机或高速微机的Cache；易失性静态SRAM速度较快，集成度较低，存储器一般用于对速度要求高、MOS型而容量不大的场合（Cache）半导体存储器动态DRAM集成度较高但存取速度较低，一般用于需较大容量的场合（主存）。掩膜ROM非易失一次性可编程PROM性存储紫外线可擦除EPROM器电可擦除E2PROM快闪存储器FLASH磁介质存

4、储器磁带、软磁盘、硬磁盘（DA、RAID）光介质存储器只读型、一次写入型、多次写入型5微处理器系统结构与嵌入式系统设计5.1.2按不同的读写策略分类一.数据访问方式并行存储器(ParallelMemory)串行存储器(SerialMemory)二.数据存取顺序1.随机存取（直接存取）可按地址随机访问；访问时间与地址无关；2.顺序存取(先进先出)FIFO、队列(queue)3.堆栈存储先进后出(FILO)/后进先出(LIFO)；向下生成和向上生成；实栈顶SS、堆栈指针SP；6微处理器系统结构与嵌入式系统设计堆栈的生成方式7微处理器系统结构

5、与嵌入式系统设计堆栈建立与操作示例地址存储单元PUSHAX1234POPAX1AB1堆栈10200HPUSHBX1AB1段起堆栈POPBX123410200H堆栈始地10202H段起段起10200H10202H址10204H始地始地10202H10204H10206H址址10204H10206H10208H10206H10208H1020AH10208H…………1020CH栈底栈顶1022CH1AB11022CH1AB1……及1022EH1234栈顶1022EH123410230H0011栈初始10230H0011栈顶SS1020底(栈底)

6、10230H0011SS1020SS1020SP初值0030SP0000002302CESP00000022C30E（a）向下生成堆栈（b）入栈操作（c）出栈操作的建立及初始化（实栈顶）（实栈顶）88/42微处理器系统结构与嵌入式系统设计5.2半导体存储器结构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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，控制数据的读出和写入。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。存储体：存储体是存储

7、芯片的主体，由基本存储元按照一定的排列规律构成00地数11址存储据m位n位译矩阵缓码2n-1m冲数据地址器器CS控制逻辑9R/W微处理器系统结构与嵌入式系统设计5.2.1RAM芯片的组成与结构（一）地址线存储芯片容量标为“M*N”（bit）数据线D0D0DN-1DN-10,0……0,N-1a0DA0字线0d0数（0A地地a1位位d据三D1址址11…线…线…缓态……寄…译0N-1双冲A存码M-1,0……M-1,N-1dN-1器向DN-1L-1器器）aM-1字线M-1…读写控制逻辑R/WCE控制线1.该RAM芯片外部共有地址线L根，数据线N根；

8、2.该类芯片内部采用单译码（字译码）方式，基本存储单元排列成M*N10的长方矩阵，且有M=2L的关系成立；微处理器系统结构与嵌入式系统设计RAM芯片的组成与结构（二）存储芯片容量