微机原理与接口分析 第7章ppt课件.ppt

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1、7.1概述7.2读写存储器RAM7.3只读存储器ROM7.4存储器的组成7.5高速缓冲存储器7.6磁盘存储器第7章存储器系统返回主目录第7章存储器系统7.1概述微机存储器系统可分为：内存储器；内存储器是由半导体存储器芯片组成。内存储器也称为主存储器，用来存放当前运行的程序和数据，一般由一定容量的速度较高的存储器组成。外存储器；常用硬磁盘、软磁盘和磁带等，是CPU通过I/O接口电路才能访问的存储器，其特点是存储容量大、速度较低，又称海量存储器或二级存储器。CPU不能直接用指令对外存储器进行读/写操作。图7.1是微机系统中存储器系统组成的示意图。图三层

2、次存储体系半导体存储器按存取方式不同分为：读写存储器RAM(RandomAccessMemory)静态RAM(StaticRAM,简称SRAM)动态RAM(DynamicRAM,简称DRAM)只读存储器ROM(ReadOnlyMemory)掩模式ROM(简称ROM)可编程只读存储器PROM(ProgrammaleROM)可擦可编程只读存储器EPROM(ErasableProgrammableROM)电擦除可编程ROM（E2PROM）闪速存储器FlashMemory微型计算机存储器——RAM模块和ROM模块。存储器特点：RAM工艺简单，集成度高，成本低，

3、是非易失性的。ROM是非易失性的。通常用ROM存放引导装入程序，系统每次加电立即进入ROM区的程序，在执行引导装入程序时把存在磁盘或其它外存储器上的程序和数据装入内存并启动其它程序运行。ROM还可以存放一些不需改变的其它程序和数据。图主存储器的基本组成半导体存储器的制造工艺多种多样。根据工艺不同，半导体存储器又分为双极型TTL逻辑、发射极耦合(ECL)逻辑、NMOS、CMOS、HMOS等几种存储电路形式。半导体存储器技术性能指标主要有以下几项：1)存储容量存储容量是反映存储器存储能力的指标。存储容量是指存储器可以存储的二进制信息量，它一般是以能

4、存储的字数乘以字长表示的。即存储容量=字数×字长如一个存储器能存4096个字，字长16位，则存储容量可用4096×16表示。微型计算机中的存储器几乎都是以字节进行编址的，也就是说总认为一个字节是“基本”的字长。1K=2101M=2201G=230如16384、32768、65536，以KB为存储容量的单位，上述3个存储器的存储容量可分别表示为16KB、32KB和64KB。2)最大存取时间存储器的存取时间定义为存储器从接收到寻找存储单元的地址码开始，到它取出或存入数据为止所需的时间。通常手册上给出这个参数的上限值，称为最大存取时间。半导体存储器的最大

5、存取时间为十几ns到几百ns。3)可靠性可靠性是指存储器对电磁场及温度等变化的抗干扰性，半导体存储器由于采用大规模集成电路结构，可靠性高，平均无故障时间为几千小时以上。4)其它指标体积小、重量轻、价格便宜、使用灵活是微型计算机的主要特点及优点，所以存储器的体积大小、功耗、工作温度范围、成本高低等也成为人们关心的指标。7.2读写存储器RAMMOS集成电路工艺简单、功耗低、集成度高、价格便宜，广泛地用作半导体存储器。MOS器件的读写存储器RAM，按其信息存储方式可分为静态RAM和动态RAM两大类。7.2.1静态RAM1.基本存储电路基本存

6、储电路用来存储1位二进制信息(0或1)，它是组成存储器的基础。图7.2给出了静态MOS6管基本存储电路。2.RAM原理利用基本存储电路排成阵列，再加上地址译码电路和读写控制电路就可以构成读写存储器。下面以4行4列的16个基本存储电路构成16×1静态RAM为例来说明RAM原理，见图7.3。这是一个16×1的存储器(即一共16个字，而每个字仅为1位)，它由以下几部分组成：(1)16个基本存储电路(图7.2中虚线以上部分)组成的4×4存储矩阵；(2)2套(行与列)地址译码电路；(3)4套列开关管(即图7.2中的T7,T8，这里每个列方向4个基本存储电路共

7、用一套)；(4)一套读写控制电路。该存储器的控制信号有两个，一个为片选信号(ChipSelect)，低电平有效，用来选择应访问的芯片。有效时，该芯片被选中，才能进行读写操作。另一个是写允许信号(WriteEnable)或读写控制信号R/(Read/Write)，规定低电平时存储器进行写操作；高电平时存储器进行读操作。数据线为一条，双向，三态。一个地址码，就唯一地选中一个基本存储电路。由上可知，地址码的位数n与存储器的字数W的关系为：W=2n。若n=10,则W=1024=1K;若n=16,则W=64K；当地址线为16条时，寻址范围为0~65535(

8、0000H~FFFFH)。对一个静态RAM芯片，有一组地址输入端，地址线的条数