微处理器系统结构与嵌入式系统设计课件：chap5 存储器系统.ppt

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1、1第5章存储器系统8学时2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存储器接口设计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、ECL型、I2L型等磁性材料—磁带存储器、软磁盘存储器和硬

2、磁盘存储器等光介质材料—CD-ROM、DVD等3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ROM4.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DAM5.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MOS6.按存储原理分类随机存取存储器RAM、仅读存储器ROM7.按数据传送方式分类并行存储器PM、串行存储器SM45.1.1存储器分类双极型：MOS型掩膜ROM一次性可编程PROM紫外线可擦除EPROM电可擦除E2PROM快闪存储器FLASH易失性存储器非易失性存储器静态SRAM动态DR

3、AM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；速度较快，集成度较低，一般用于对速度要求高、而容量不大的场合（Cache）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）。半导体存储器磁介质存储器磁带、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按存储器介质5.1.2按不同的读写策略分类数据访问方式并行存储器(ParallelMemory)串行存储器(SerialMemory)数据存取顺序随机存取（直接存取）可按地址随机访问；访问时间与地址无关；顺序存取(先进先出)FIFO、队列(queue)堆栈存储先进后出(FILO)/

4、后进先出(LIFO)；向下生成和向上生成；实栈顶SS、堆栈指针SP；6堆栈的生成方式7堆栈建立与操作示例堆栈段起始地址栈底及初始栈顶（a）向下生成堆栈的建立及初始化（b）入栈操作（实栈顶）（c）出栈操作（实栈顶）地址存储单元10200H10202H10204H10206H10208H1020AH1020CH……10230H0011SS1020SP初值0030栈顶PUSHAX1234PUSHBX1AB110200H10202H10204H10206H10208H……1022CH1022EH10230H0011SS1020SP0030栈底堆栈段起始地址12341AB1002E002CPOP

5、AXPOPBX10200H10202H10204H10206H10208H……1022CH1AB11022EH123410230H0011SS1020SP002C(栈底)堆栈段起始地址002E00301AB112348/4285.2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：存储体是存储芯片的主体，由基本存储元按照一定的排列规律构成9地址译码器存储矩阵

6、数据缓冲器012n-101m……控制逻辑…CSR/Wn位地址m位数据读写控制逻辑R/WCE数据缓冲器（三态双向）d0d1dN-1…D0D1DN-1…5.2.1RAM芯片的组成与结构（一）该RAM芯片外部共有地址线L根，数据线N根；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*N的长方矩阵，且有M=2L的关系成立；字线0字线M-10,00,N-1M-1,0M-1,N-1……………地址译码器a0a1aM-1……A0A1AL-1地址寄存器……D0DN-1位线0位线N-1存储芯片容量标为“M*N”（bit）D0DN-1地址线数据线控制线10RAM芯片的组成与结构（二）该RAM芯片

7、外部共有地址线2n根，数据线1根；该类芯片内部一般采用双译码（复合译码、重合选择）方式，基本存储单元排列成N*N的正方矩阵，且有M=22n=N2的关系成立；0,00,N-1N-1,0N-1,N-1………D0D0DN-1DN-1…Y0YN-1Y地址译码器Y地址寄存器……AnAn+1A2n-1X地址译码器X0X1XN-1……A0A1An-1X地址寄存器…DD数据缓冲器（三态双向）D0读写控制存储芯片容量标为“M*1”（bit）数据线控制线地址线11