第4章 存储器、存储管理和高速缓存技术ppt课件.ppt

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1、微机原理第4章存储器、存储管理和高速缓存技术本章重点:存储器在微型机系统中的连接、宽度扩充和字节扩充微型机中存储器的层次化结构32位微型机系统中的内存组织高速缓存的全相联、直接映象和组相联三种组织方式高速缓存的数据更新方法高速缓存控制器的功能4.1存储器和存储器件4.1.1存储器的分类存储器根据用途和特点可以分为两大类：(1).内部存储器，简称为内存或主存快速存取容量受限制(2).外部存储器，简称为外存容量大速度慢半导体存储器的分类双极型RAM随机存储器(RAM)SRAMMOS型RAMDRAMPROM只读存储器(ROM)EPROMEEPROM主存储器快擦型存储器4

2、.1存储器和存储器件4.1.2微型计算机内存的行列结构字节为基本单位常用单位有KB、MB、GB和TB1KB＝1024B1MB＝1024KB1GB＝1024MB1TB＝1024GB32行×32列矩阵和外部的连接4.1存储器和存储器件4.1存储器和存储器件4.1.3选择存储器件的考虑因素①易失性②只读性③存储容量④速度⑤功耗4.1.4随机存取存储器RAM主要特点:既可读又可写分类：RAM按其结构和工作原理分为：静态RAM即SRAM动态RAM即DRAMSRAM和DRAMSRAM速度快不需要刷新片容量低功耗大DRAM片容量高需要刷新4.1.5只读存储器ROMROM的特点

3、：只许读出不许写入ROM器件的优点：结构简单，所以位密度高。具有非易失性，所以可靠性高ROM的分类根据信息的设置方法，ROM分为5种：掩膜型ROMMOS型双极型可编程只读存储器PROM可擦除可编程只读存储器EPROM可用电擦除的可编程只读存储器E2PROM闪烁存储器（flashmemory）闪烁存储器的特点：非易失性可靠性高速度大容量擦写灵活性4.2存储器在系统中的连接4.2.1存储器和CPU的连接考虑①高速CPU和较低速度存储器之间的速度匹配问题。②CPU总线的负载能力问题。③片选信号和行地址、列地址的产生机制。存储器的寻址方法存储器芯片与CPU地址总线连接时，

4、要根据内存的地址分配连接，以实现CPU在某一时刻只能唯一地选中某一内存单元，这称为寻址。要完成寻址功能必须进行两种选择：首先要选择存储器芯片，这称为片选。然后再从该芯片中选择出某一存储单元，这称为字选。片选字选4.2存储器在系统中的连接4.2.2存储器芯片片选信号的构成方法：全译码法部分译码法线选法线选法D0~D7CPUA0~A9A10A11D0~D71KBROM___CEA0~A9D0~D71KBRAM___CEA0~A9特点简单地址可能重叠地址不连续D0~D7CPUA0~A9A11D0~D71KBROM___CEA0~A9D0~D71KBRAM___CEA0~

5、A9部分译码法译码器特点地址重叠地址连续全译码法D0~D7CPUA0~A9A11D0~D71KBROM___CEA0~A9D0~D71KBRAM___CEA0~A9译码器A10A12A13A14A15特点地址唯一,不重叠地址连续SRAM的连接举例图16Kb×8静态RAM模块存储模块总线驱动器及外围电路数据总线驱动器地址总线驱动器4个芯片的数据端并接低电平，写入高电平，读出4.2.3DRAM和DRAM控制器的使用举例动态RAM控制器8203和2164的连接关系64K×1b,行地址与列地址共用引脚行地址选通信号列地址选通信号写信号写信号DRAM控制器片选读/写周期开始

6、读：数据有效写：已完成写操作外部刷新请求信号，可从外部控制刷新定时。引入时钟信号4.2.4存储器的扩充（1）存储器容量的扩充体现在两方面：数据宽度的扩充字节数的扩充（2）数据宽度扩充和字节数扩充的方法4.2.4存储器的扩充数据宽度的扩充：当使用的存储器芯片单元数目符合要求，但每单元的位数较少时，需要进行这种扩充。例如，使用(1K×1)扩充1KB存储系统，就需要进行位扩充。4.2.4存储器的扩充例：用2012(1k×1位)组成1K×8位RAM2012A0~A9D0WRCS2012A0~A9D0WRCS2012A0~A9D0WRCS2012A0~A9D0WRCSD02

7、012A0~A9D0WRCSD02012A0~A9D0WRCS2012A0~A9D0WRCS2012A0~A9D0WRCS2012A0~A9D0WRCSD7┇D04.2.4存储器的扩充数据宽度扩充的方法各芯片的数据线分别接到数据总线的各位上各芯片的地址线并接在一起，连到相应的地址总线各位；各芯片的控制线并接在一起，连到相应的控制线上4.2.4存储器的扩充练习：用214(1k×4位)组成1K×8位RAM2012A0~A9D0~D3WRCSD7┇D02012A0~A9D0~D3WRCS2012A0~A9D0~D3WRCS4.2.4存储器的扩充扩充存储器的字节容量：

8、当使用的存