微型计算机原理与接口技术[1]

1、第6章 存储器 6.1 概述6.1.1 存储器的分类 按信息存储方式，半导体存储器可分为随机存取存储器RAM和只读存储器ROM。1）随机存取存储器RAM计算机在运行期间，这种存储器中的信息可随时读出或写入。2）只读存储器ROM机器运行期间其信息只能读出不能写入。根据信息写入的方式，常用的ROM类型有：掩膜式ROM、可编程ROM、可擦除PROM、电可擦除PROM、快速整体电擦除微型计算机原理与接口技术1双极型RAM 随机存取存储器 静态RAM （RAM） MOS型RAM半导体动态RAM存储体 掩膜式ROM 可编程（PROM）只读存储器 紫外线可擦除PROM（EPROM） （ROM） 电可擦除PR

2、OM（E2PROM） 闪速存储器FLASH MEMORY 图6-1 半导体存储器的分类微型计算机原理与接口技术16.1.2 半导体存储器的性能指标1、存储容量2、存取速度 内存储器的存取速度一般用最大存取时间或存取周期来描述。3、功耗 半导体存储器的功耗包括“维持功耗”和“操作功耗”。4、可靠性 可靠性一般是指存储器抗外界电磁场、温度等因素变化干扰的能力。5、价格微型计算机原理与接口技术16.2 随机存取存储器RAM包括静态RAM和动态RAM6.2.1 半导体存储器一般结构及组成图6-2 随机存储器结构示意框图 微型计算机原理与接口技术11、存储矩阵基本电路能够寄存二进制信息的电路存储体基本电

3、路的集合体2、地址译码器（1）单译码方式 图6-3 单译码方式的存储器结构示意图 微型计算机原理与接口技术1（2）双译码方式 图6-4 双译码方式的存储器结构示意图 微型计算机原理与接口技术13、存储器控制电路读写控制信号有以下几种表示方法： 1）OD( Output Disable ) 输出禁止引线端。高 2）OE(Output Disable) 输出开放引线端。 3）R/W（Read/Write）读/写控制引线端。 4）WE写开放引线端，低电平有效时，数据总线上的数据被写入被寻址的单元。4、三态双向缓冲器 微型计算机原理与接口技术16.2.2 静态RAM1、静态基本存储单元电路（1）NMO

4、S静态基本存储电路1）NMOS静态基本存储电路的组成 图6-5 NMOS静态基本存储电路 微型计算机原理与接口技术12）NMOS静态基本存储电路的工作过程 静止状态 读出操作 写入操作 （2）CMOS静态基本存储电路1）CMOS静态基本存储电路的组成微型计算机原理与接口技术12）CMOS静态基本存储电路工作过程图6-6 COMS基本存储电路微型计算机原理与接口技术12、静态RAM的电路结构 图6-7 静态RAM芯片的结构示意图微型计算机原理与接口技术13、静态RAM芯片举例工作方式读LHL写LLH为选通HXX表6-1 6116的控制方式功能表微型计算机原理与接口技术1图6-8 HM6116的引

5、脚排列及逻辑符号 微型计算机原理与接口技术16.2.3 动态RAM1、动态基本存储电路（1）动态基本存储电路的基本组成行选线列选线Q1Q2C1C2图 6-9 动态基本存储电路（2）动态基本存储电路的操作过程微型计算机原理与接口技术12、动态存储器芯片举例微型计算机原理与接口技术1图6-10 2164引脚排列、内部结构 微型计算机原理与接口技术13、动态存储器的刷新方式CPU利用刷新周期进行刷新操作，刷新周期往往与读/写周期相等。根据刷新周期时间的不同，通常有三种刷新方式：（1）定时集中刷新方式（2）非同步的刷新方式（3）同步刷新方式4、同步刷新方式实例 微型计算机原理与接口技术16.2.4 R

6、AM存储容量的扩展方法1、位扩展方式2、字扩展方式图6-11 位扩展方式连接方式微型计算机原理与接口技术13、字位扩展方式 图6-12 字扩充连接方式微型计算机原理与接口技术16.2.5 RAM存储器与CPU的连接 图6-13 用2114芯片组组成4096 8存储器 微型计算机原理与接口技术11、数据总线的连接 2、地址总线的连接3、控制总线的连接MEMWWRM/IOMEMRRD图6-14 存储器读/写控制逻辑微型计算机原理与接口技术16.3 只读存储器ROM6.3.1 只读存储器的结构图6-15 ROM的结构框图微型计算机原理与接口技术1图6-16 161位的阵列 微型计算机原理与接口技术1

7、6.3.2 只读存储器的分类 只读存储器ROM常分为下列三种：1、掩膜式ROM2、现场编程ROM3、可改写的PROM6.3.3 PROM基本存储电路图6-17 熔丝式PROM基本存储电路 微型计算机原理与接口技术16.3.4 典型PROM芯片表6-18 2764引脚与其他型号对应关系微型计算机原理与接口技术1图6-19 2864A引脚 微型计算机原理与接口技术16.4 高速缓存存储器Cache 6.4.1 Cache存储器原理1、原理 2、Cache的命中率6.4.2 Cache存储器组织1、地址映像 图6-20 Cache的基本结构 微型计算机原理与接口技术1（1）直接映像图6-21 直接映

8、像的Cache组织 微型计算机原理与接口技术1（2）全相联映像图6-22 全相联映像的Cache组织 微型计算机原理与接口技术1（3）组相联映像 图6-23 组相联映像的Cache组织 微型计算机原理与接口技术12、替换算法(1) 先进先出算法（FIFO）(2) 近期最少使用算法（LRU）(3) 随机替换法（RAND )6.5 存储器系统与CPU系统连接实例6.5.1 EPROM、RAM子系统与CPU主系统的连接微型计算机原理与接口技术1图6-24 EPROM、RAM组成的8位存储器子系统 微型计算机原理与接口技术16.5.2 8086CPU的最小模式与静态RAM的连接 图6-25 最小模式连接的静态RAM存储器 微型计算机原理与接口技术16.5.3 存储器芯片同CPU连接时要注意的问题 存储器的地址分配和片选问题； 控制信号的连接问题； CPU总线的负载能力问