存储器原理及相关技术.ppt

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1、存储器原理及相关技术1概述1.1存储系统的分级结构1.2半导体存储器的分类1.3存储技术的发展2内存储器的构成原理2.1存储器芯片的接口特性2.2内存储器的设计3内存条及其相关技术3.1概述3.2内存条的主要性能指标3.3内存条的双通道技术3.4主流内存条简介4虚拟存储器及存储管理4.1虚拟存储器的基本概念4.280486的段式存储器4.380486的页式存储器4.480486的段页式存储器5高速缓冲存储器5.1高速缓存的工作原理5.2地址映像5.3替换算法和写策略5.480486微处理器的高速缓存1概述1.1存储系统的分级结构目前的微型计算机大都采用分级结构的

2、存储系统，如图1所示。整个存储系统从内到外分为4级：CPU内部寄存器组、高速缓冲存储器、内存储器和外存储器。图1存储系统的分级结构示意图1概述1.2半导体存储器的分类半导体存储器按存取方式不同，又可分为随机存取存储器（RandomAccessMemory,RAM）和只读存储器（ReadOnlyMemory,ROM）两大类。1．RAM随机存取存储器RAM可进一步分为静态RAM（StaticRAM,SRAM）和动态RAM（DynamicRAM,DRAM）两大类。SRAM访问速度明显快于DRAM，但需要6个晶体管才能存储并访问一位二进制数据，电路比DRAM复杂，集成度

3、低，且价格较高。DRAM的优点是结构简单，只需要一个晶体管和一个电容就可以存储一位二进制信息，但DRAM需要定时刷新。2．ROMROM存储器有多种类型，按照技术发展的进程，主要有以下几种：掩膜式ROM（maskROM）可编程ROM（ProgrammableROM,PROM）可擦除可编程ROM（ErasableProgrammableROM,EPROM）电可擦除可编程ROM（Electrically-ErasableProgrammableROM,EEPROM）闪存（FlashROM）1.3存储技术的发展存储技术的发展可以从两个方面来看，一是具体存储技术的发展，例

4、如容量更大，速度更快，价格更低，体积更小等；另一方面是存储方式的重大变革。云计算(cloudcomputing)的核心思想是通过网络实现对大量资源的统一管理和调度，用户可以根据自身的需求获得服务，实现按需分配。一般认为云计算包括以下三个层次的服务：基础设施级服务，平台级服务和应用级服务，如图2所示。图2云计算层次示意图2内存储器的构成原理2.1存储器芯片的接口特性了解各种常用存储器芯片的接口特性是设计或扩展微型计算机存储系统的基础，而了解存储器芯片的接口特性，实质上就是了解它有哪些信号线，以及这些信号线与总线的连接方法。1．EPROM的接口特性典型的EPROM芯

5、片有Intel公司的2716、2732、2764、27128、27256、27512等，容量分别为2K×8位、4K×8位、8K×8位、16K×8位、32K×8位和64K×8位。它们的外接信号线如图3所示。图3典型EPROM芯片的外接信号线2．EEPROM的接口特性EEPROM的突出特点是可以在线进行以字节为单位的读写。常用的EEPROM芯片有Intel公司的2816、2817和2816A、2817A、2864A等。图4给出了2816A和2817A的引脚排列及功能，两者的差别在于2817A比2816A多了一根说明存储芯片状态的信号线。图4常用EEPROM的外接信号

6、线3．SRAM的接口特性常用的SRAM芯片有2K×8位、4K×8位、8K×8、32K×8位和64K×8位等。图5给出了2KB、4KB和8KBSRAM芯片的引脚配置。图5常用SRAM的外部信号线4．DRAM的接口特性常用的DRAM芯片有64K×l位、64K×4位、256K×l位、256K×4位、1M×1位、1M×4位和4M×l位等。图6给出了64K×l位DRAM芯片4564的引脚和结构示意图。图64564的引脚配置与内部结构5．单列直插式DRAM存储器的接口特性微型计算机一般采用单列直插封装（SIMM）的内存条来构成具有32位或64位数据总线宽度的内存。内存条按容

7、量分有256MB、512MB、1GB等多种。按内存条上所装存储器的位数分有9位和8位两种。9位的内存条带有奇偶校验位，功能全，对硬件的适应性好；而8位的内存条无奇偶校验位，成本相对较低。按电路板的引脚数又可分为30线和72线两种通用标准。2内存储器的构成原理2.2内存储器的设计内存储器的设计一般包括以下三个步骤：存储器结构的确定，存储器芯片的选择，存储器的连接。1．存储器结构的确定存储器结构的确定主要指采用单存储体结构还是多存储体结构。外部数据总线为8位的微处理器，其存储器只需用单体结构；外部数据总线为16位的微处理器，一般采用双体结构，即两个8位的存储体；80

8、486等32位的微处理器