存储器概述及主存储器SRAM-课件

第４章存储器4.1概述4.2主存储器4.3高速缓冲存储器(x)4.4辅助存储器(x)2020/12/271第４章存储器4.1概述4.2主存储器4.31、存储器概述 外部特性，性能参数，层次结构2、静态存储器和动态存储器存储单元构成一位存储单元及存储阵列，多端口SRAM，读写时序3、半导体ROM存储器

MROM，PROM，EPROM，EEPROM，FLASH4、存储器芯片构成以及存储器主要技术指标5、存储器扩展技术 位、字、字位扩展6、数据校验码奇偶校验码，海明码，CRC码本章安排2020/12/2721、存储器概述本章安排2020/12/272精品资料精品资料你怎么称呼老师？如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你是否会认为老师的教学方法需要改进？你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？教师的教鞭“不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我笨，没有学问无颜见爹娘……”“太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”存储器概述及主存储器SRAM-ppt课件本章将解决的主要问题1、半导体存储器的分类、组成及组成部件的作用及工作原理、读/写操作的基本过程。2、SRAM芯片的组成特点、工作过程、典型芯片的引脚信号。3、半导体存储器的主要技术指标、芯片的扩充、CPU与半导体存储器间的连接。2020/12/275本章将解决的主要问题1、半导体存储器的分类、组成及组成部件在现代计算机中,存储器处于全机中心地位,其原因是:(1)

当前计算机正在执行的程序和数据(除了暂存于CPU寄存器的)均存放在存储器中。CPU直接从存储器取指令或存取数据。(2)

计算机系统中输入输出设备数量增多，数据传送速度加快，因此采用了直接存储器存取(DMA)技术和I/O通道技术，在存储器与输入输出系统之间直接传送数据。(3)

共享存储器的多处理机的出现，利用存储器存放共享数据，并实现处理机之间的通信，更加强了存储器作为全机中心的地位。

由于中央处理器都是由高速器件组成，不少指令的执行速度基本上取决于主存储器的速度。所以，计算机解题能力的提高、应用范围的日益广泛和系统软件的日益丰富，无一不与主存储器的技术发展密切相关。简介2020/12/276在现代计算机中,存储器处于全机中心地位,其原因是:(1)当第七讲存储器（一）2020/12/277第七讲存储器（一）2020/12/277存储器分类存储器概述存储器的层次结构存储器的技术指标主存储器(一)本讲主要内容2020/12/278存储器分类存储器概述存储器的层次结构存储器的技术指标本讲主要存储器概述1、存储器：是计算机系统中的记忆设备，用来存放程序和数据。2、存储元：存储器的最小组成单位，用以存储1位二进制代码。3、存储单元：是CPU访问存储器基本单位，由若干个具有相同操作属性的存储元组成。8051是8位单片机，一个存储单元是8位(一个字节)，8051是按字节编址计算机：可编址的最小单位是字节的计算机。4、单元地址：简称地址，在存储器中用以表识存储单元的唯一编号，CPU通过该编号访问相应的存储单元。5、存储空间：即系统中存储设备的总容量一、几个基本概念2020/12/279存储器概述1、存储器：是计算机系统中的记忆设备，用来存放程序2020/12/27102020/12/2710二、存储器分类1.按存储介质分类(1)半导体存储器(2)磁表面存储器(3)磁芯存储器(4)光盘存储器易失TTL、MOS磁头、载磁体硬磁材料、环状元件激光、磁光材料非易失2020/12/2711二、存储器分类1.按存储介质分类(1)半导体存储器(2(1)存取时间与物理地址无关（随机访问）顺序存取存储器磁带4.12.按存取方式分类(2)存取时间与物理地址有关（串行访问）随机存储器只读存储器直接存取存储器磁盘在程序的执行过程中可读可写在程序的执行过程中只读2020/12/2712(1)存取时间与物理地址无关（随机访问）顺序存取存储器磁盘、磁带、光盘高速缓冲存储器（Cache）FlashMemory存储器主存储器辅助存储器MROMPROMEPROMEEPROMRAMROM静态RAM动态RAM3.按在计算机中的作用分类4.12020/12/2713磁盘、磁带、光盘高速缓冲存储器（Cache）Flash高低小大快慢辅存寄存器缓存主存磁盘光盘磁带光盘磁带速度容量价格位／1.存储器三个主要特性的关系三、存储器的层次结构CPUCPU主机4.12020/12/2714高低小大快慢辅存寄存器缓存主存磁盘光盘磁带光盘磁带速度容量价

名称

高速缓冲存储器

主存储器

外存储器

简称

Cache主存

外存

用途高速存取指令和数据

存放计算机运行期间的大量程序和数据

存放系统程序和大型数据文件及数据库

特点

存取速度快，但存储容量小

存取速度较快，存储容量不大

存储容量大，位成本低存储器的用途和特点2020/12/2715名称高速缓冲主存储器外存储器简称Ca缓存CPU主存辅存2.缓存主存层次和主存辅存层次缓存主存辅存主存虚拟存储器10ns20ns200nsms虚地址逻辑地址实地址物理地址4.1（速度）（容量）（现在访问时间已大大缩短）单片机里没有缓存，高端CPU里才有主存储2020/12/2716缓存CPU主存辅存2.缓存主存层次和主存辅主存储器一、概述1.主存的基本组成存储体驱动器译码器MAR控制电路读写电路MDR地址总线数据总线读写……………2020/12/2717主存储器一、概述1.主存的基本组成存储体驱动器译码器MA2.主存和处理器

的联系微处理器主存读数据总线地址总线写4.22020/12/27182.主存和处理器的联系微处理器主存读数据总线地址(2)存储速度4.主存的技术指标(1)存储容量(3)存储器的带宽主存存放二进制代码的总位数

读出时间写入时间存储器的访问时间

存取时间存取周期读周期写周期

连续两次独立的存储器操作（读或写）所需的最小间隔时间

位/秒4.22020/12/2719(2)存储速度4.主存的技术指标(1)存储容量(3)芯片容量二、半导体存储芯片简介1.半导体存储芯片的基本结构译码驱动存储矩阵读写电路1K×4位16K×1位8K×8位片选线读/写控制线地址线…数据线…地址线（单向）数据线（双向）1041411384.22020/12/2720芯片容量二、半导体存储芯片简介1.半导体存储芯片的基本结二、半导体存储芯片简介1.半导体存储芯片的基本结构译码驱动存储矩阵读写电路片选线读/写控制线地址线…数据线…片选线读/写控制线（低电平写高电平读）（允许读）4.2CSCEWE（允许写）WEOE2020/12/2721二、半导体存储芯片简介1.半导体存储芯片的基本结构译存读存储芯片片选线的作用用16K×1位的存储芯片组成64K×8位的存储器

32片当地址为65535时，此8片的片选有效8片16K×1位8片16K×1位8片16K×1位8片16K×1位4.22020/12/2722存储芯片片选线的作用用16K×1位的存储芯片组成60,015,015,70,7

读/写控制电路

地址译码器

字线015……16×8矩阵………07D07D位线读/写选通A3A2A1A0……2.半导体存储芯片的译码驱动方式(1)线选法4.200000,00,7…0…07…D07D读/写选通

读/写控制电路

2020/12/27230,015,015,70,7读/写控制电路地A3A2A1A0A40,310,031,031,31

Y地址译码器

X地址译码器

32×32矩阵……A9I/OA8A7A56AY0Y31X0X31D读/写……(2)重合法4.200000000000,031,00,31……I/OD0,0读2020/12/2724A3A2A1A0A40,310,031,031,31

基本存储元是组成存储器的基础和核心,它用来存储一位二进制信息0或1。六管基本存储单元电路

三、随机存取存储器(RAM)

1.静态RAM(SRAM)

2020/12/2725基本存储元是组成存储器的基础和核心,它用来存储一(1)静态RAM基本电路A´触发器非端1T4T~触发器5TT6、行开关7TT8、列开关7TT8、一列共用A

触发器原端T1~T4T5T6T7T8A´A写放大器写放大器DIN写选择读选择DOUT读放位线A位线A´列地址选择行地址选择4.2T1~T42020/12/2726(1)静态RAM基本电路A´触发器非端1T4T~触A´T1

~T4T5T6T7T8A写放大器写放大器DIN写选择读选择读放位线A位线A´列地址选择行地址选择DOUT①静态RAM基本电路的读

操作行选

T5、T6开4.2T7、T8开列选读放DOUTVAT6T8DOUT读选择有效2020/12/2727A´T1~T4T5T6T7T8A写放大器写放大器DT1~T4T5T6T7T8A´ADIN位线A位线A´列地址选择行地址选择写放写放读放DOUT写选择读选择②静态RAM基本电路的写

操作行选T5、T6开两个写放DIN4.2列选T7、T8开（左）

反相T5A´（右）

T8T6ADINDINT7写选择有效T1~T42020/12/2728T1~T4T5T6T7T8A´ADIN位线A位线A2020/12/27292020/12/27292020/12/27302020/12/27302020/12/27312020/12/2731ABCSDOUTOE地址有效地址失效片选失效数据有效数据稳定高阻(3)静态RAM读时序tAtCOtOHAtOTDtRC片选有效4.2读周期

tRC

地址有效下一次地址有效读时间

tA

地址有效数据稳定tCO

片选有效数据稳定tOTD

片选失效输出高阻tOHA

地址失效后的数据维持时间tOOtOO

OE有效输出数据稳定2020/12/2732ABCSDOUTOE地址有效地址失效片选失效数据有效数据稳定ACSWEDOUTDIN(4)静态RAM(2114)写

时序tWCtWtAWtDWtDHtWR写周期

tWC

地址有效下一次地址有效4.2写时间

tW

写命令WE

的有效时间tAW地址有效片选有效的滞后时间tWR片选失效下一次地址有效tDW数据稳定

WE失效tDH

WE失效后的数据维持时间2020/12/2733ACSWEDOUTDIN(4)静态RAM(2114)存储速度TA的时间约几nS~几十nS存取时间

使用此SRAM，处理器从给出地址到从数据总线上取数的时间TA'，不能少于55nS，其他时间参数也不能少于存储器数据表中的值(因此叫异步存储器)。标准8051比较慢，TA'远高于55nS，因此可直接使用。高速的处理器的TA'低到1nS，必须通过设置将TA'调慢至符合存储器要求(8051无此设置功能)例如CY622556N-55的TA为55nS，(又叫静态RAM=SRAM，一个重要特