微机接口原理课件第5章存储器和高速缓存技术

1、1第第5章章 存储器和高速缓存技术存储器和高速缓存技术微机原理与接口技术微机原理与接口技术精品课程2 本章主要内容本章主要内容l存储器的分类存储器的分类l存储器的总线接口存储器的总线接口l高速缓存简介高速缓存简介微机原理与接口技术精品课程3存储器的分类及使用特点存储器的分类及使用特点特点：特点：1. 主存储器，主存储器，CPU可对其字节单元直接进行操纵（读写）可对其字节单元直接进行操纵（读写） 2. 辅助存储器，辅助存储器， CPU不能直接操纵其各单元，必须通过不能直接操纵其各单元，必须通过 主存储器实现（以页与内存传输）主存储器实现（以页与内存传输） 3. 动态动态RAM需要一套复杂的刷新控

2、制电路支持（刷新周期需要一套复杂的刷新控制电路支持（刷新周期2ms）（作外存用，（作外存用，U盘）盘）（指（指Cache, 静态高速静态高速RAM）（作（作BIOS用）用）下面主要讲两个内容：下面主要讲两个内容： 1. 主存与主存与CPU的连接问题；的连接问题； 2. 高速缓存高速缓存Cache提高计算机运行速度的机理？提高计算机运行速度的机理？微机原理与接口技术精品课程4存储器基本单元存储器基本单元动态存储器单元动态存储器单元静态存储器单元静态存储器单元 可用于可用于cache接接X地址地址译码线译码线虚线框内虚线框内为六管存为六管存储单元储单元注：注：Cd 为为 T1管子极间电容；管子极间

3、电容； C 为线路分布电容；为线路分布电容； 两电容均为看不见的电容，两电容均为看不见的电容， 且且Cd 比比C小。小。微机原理与接口技术精品课程5存储器件的总线接口存储器件的总线接口RAMWR地址总线地址总线数据总线数据总线ROM地址总线地址总线数据总线数据总线 RD RD微机原理与接口技术精品课程6容量：容量：1K 4容量：容量：2K 8注：注：2114芯片的芯片的10管脚功能：管脚功能： 低电平低电平”写写”,高电平高电平“读读” 读读允许允许 片片工作工作允许允许 片片允许允许大存储器是由很多小块组合的大存储器是由很多小块组合的 这样有利于增减而不浪费硬件这样有利于增减而不浪费硬件微机

4、原理与接口技术精品课程7芯片连接举例：芯片连接举例： 请将两片请将两片2114（ 1K 4 ）通过）通过总线与总线与8088微处理微处理器连接。要求地址器连接。要求地址从从00000H开始。开始。地址如表。地址如表。微机原理与接口技术精品课程8改：改：2716芯片连接举例：芯片连接举例：请将请将4 4片片27162716（2K 2K 8 8）通过总线与通过总线与80888088微处理器连微处理器连接。共构成接。共构成8K8K8 8空间（空间（8KB8KB空间）。要求地址从空间）。要求地址从00000H00000H开始，要连续。地址如表。开始，要连续。地址如表。4.12微机原理与接口技术精品课程

5、9作业：作业：请将请将5 5片片27162716（2K 2K 8 8）通过总线与）通过总线与80888088微处理器微处理器连接。共构成连接。共构成10K10K8 8空间（空间（10KB10KB空间）。要求地空间）。要求地址从址从00000H00000H开始，要连续。开始，要连续。微机原理与接口技术精品课程10前述为前述为8位机（位机（8088为准为准16位机，对外是位机，对外是8位）的位）的主存连接情况。主存连接情况。16位、位、32位如何连接？位如何连接？ 地址所存器地址所存器奇地址奇地址存储器存储器（放高（放高字节）字节）偶地址偶地址存储器存储器（放低（放低字节）字节）A19A1 A0

6、BHE地址总线地址总线BHEA0A19A1D15D8D7D0数据总线数据总线D15D0图图 16位微机系统的内存组织位微机系统的内存组织8086D15D00000FFFE0001FFFF微机原理与接口技术精品课程11FFFFFFFFFFFFFFFBFFFFFFFEFFFFFFFAFFFFFFFCFFFFFFF8 FFFFFFFDFFFFFFF9存储器存储器3（最高字（最高字节）节）存储器存储器2（次高字（次高字节）节）存储器存储器1（次低字（次低字节）节）存储器存储器0（最低字（最低字节）节）D31-D24A31A2 D15D8D23D16D7D0BE3 BE2 BE1 BE0 图图 32位微

7、机系统的内存组织位微机系统的内存组织作业：请大家研究作业：请大家研究32根地址线，四组存储区的地址分配情况。根地址线，四组存储区的地址分配情况。微机原理与接口技术精品课程12高档微机系统中的高速缓存技术高档微机系统中的高速缓存技术 Cache 的命中率：的命中率： 256KB的代码的代码Cache，其命中率为，其命中率为97微机原理与接口技术精品课程13 存储器总复习存储器总复习l计算机主存占用地址总线的全部，下一章计算机主存占用地址总线的全部，下一章 可以看出外设只占用地址总线的前可以看出外设只占用地址总线的前16根。根。l主存由若干小存储芯片组成，总线的使用主存由若干小存储芯片组成，总线的使用 策略是：各小存储芯片的片内地址译码和策略是：各小存储芯片的