半导体存储器接口技术课件

半導體記憶體介面技術記憶體地位主存（記憶體）1）當前電腦正執行的程式和數據均存放在記憶體中。CPU直接從記憶體取指令或存取數據。2）電腦系統與外設數據傳送速度加快，引入了直接記憶體存取和I/O通道技術，在外設與記憶體間直接傳送。3）共用記憶體多處理機的出現，利用記憶體共用數據，並實現處理機間的通信。輔存（外存）存放主存的副本和當前不在運行的程式和數據。1、半導體記憶體分類

半導體存儲器

只讀ROM

隨機讀取RAM

掩膜ROM可編程PROM電擦除EPROM光擦除EPROM

雙極性RAMMOS型RAM

非易失性靜態動態組合

組合ROM1、半導體記憶體分類1）只讀記憶體ROM------readonlymemory

記憶體中的資訊只能讀出，不能用普通方法隨時將資訊寫入。記憶體為非易失的。用於存儲操作系統，解釋程式，組合語言。

分類1、半導體記憶體分類2）隨機讀寫記憶體RAMrandomaccessmemoryCPU可隨時對其進行資訊讀寫。分成雙極型：存取速度快，常用於Cache，高速微機。金屬氧化物：集成度低，功耗低，價格便宜。2、記憶體主要性能指標1）存儲容量2）存取時間3）可靠性4）功耗5）價格3、存儲系統1）主-輔存存儲層次CPU

主存

輔存

輔助軟硬體設備3、存儲系統2）Cache-主存存儲層次CPUCache

主存

輔助硬體

高速緩衝記憶體3、存儲系統主-輔存層次解決了記憶體的大容量和低成本間的矛盾。Cache-主存層次解決了速度與成本間的矛盾。現代電腦同時採用這兩種存儲層次，構成Cache-主存-輔存三級存儲層次。4、只讀記憶體1)掩膜記憶體：電路由二極體，三極管或MOS管構成。解碼電路採用雙解碼。

行

列16*64=10244、只讀記憶體2)可重複擦寫的只讀記憶體INTEL27128：

基本特點存儲容量為128K，最大訪問時間為250ns，片選信號CE

輸出允許信號OE

編程信號PGM4、只讀記憶體2)可重複擦寫的只讀記憶體INTEL27128：

工作方式

讀方式：信號和時序輸出禁止：備用：降低功耗。編程：信號和時序校驗：檢查編程寫入數據的正確性。編程禁止4、只讀記憶體3)電擦除編程只讀記憶體INTEL2816：

基本特點存儲容量為2K*8bit，最大訪問時間為250ns，片選信號CE

輸出允許信號OE

以位元組為單位4、只讀記憶體3)INTEL2816：

工作方式

讀方式：信號和時序備用：降低功耗。位元組擦除位元組寫片擦除E/W禁止4、只讀記憶體4)串行電擦除可編程只讀記憶體EPROM：

AT24C02——引腳圖

2A0A1A2GNDSDASCLWPVCC4)串行電擦除可編程只讀記憶體EPROM：

AT24C02——內部結構

存儲體啟動停止控制邏輯數據字地址計數器

X/Y解碼器串行控制邏輯設備地址比較器數據輸出/確認邏輯定時單元

24)串行電擦除可編程只讀記憶體EPROM：

AT24C02——工作原理

2SDASCL

啟動

停止

啟停時序4)串行電擦除可編程只讀記憶體EPROM：

AT24C02——工作原理輸出確認：每當收到8位數據字，在第九個時鐘週期發回一個確認信號。複位步驟：時鐘為第九個週期當SCL為高電平，查看SDASDA為高時，生成一個啟動條件

24)串行電擦除可編程只讀記憶體EPROM：

AT24C02——工作原理設備地址：1010A2A1A0

寫操作：位元組寫頁寫讀操作：當前地址讀隨機讀順序讀

25、靜態隨機記憶體SRAM

常做高速緩衝器代表：62256——

特點含32K位元組存儲單元

15根地址線，可訪問32K存儲單元

8根數據線

3個控制引腳5、靜態隨機記憶體SRAM1）靜態記憶體定時圖描述記憶體讀/寫週期的各控制信號產生的時間。

CS：片選R/W：讀寫OE：輸出使能5、靜態隨機記憶體SRAM1）靜態記憶體定時圖

ABCEFDCPU地址CS

記憶體數據讀週期時間80ns地址有效匯流排浮動數據保持

讀訪問時間80ns數據有效5、靜態隨機記憶體SRAM2）地址解碼存儲空間常常由多片記憶體組成。為訪問其中的一片，就要知道它的

片選地址。片選地址由高位地址譯碼產生。部分地址解碼，全地址解碼，快地址解碼5、靜態隨機記憶體SRAM2）地址解碼

無論ROM，RAM，晶片引出端都包含地址線：選擇出晶片中某一存儲單元數據線：數據輸入/輸出讀寫線：控制命令片選線：選擇出某一晶片5、靜態隨機記憶體SRAM2）地址解碼——線性解碼

設8位機系統中，16根AB中的ROM，RAM各有256個位元組，選用256*8位的存儲晶片，則：256*8位RAM256*8位R0MA0-A7A15A14CSCS8000H80FFH4000H40FFHA15=1，A14=0，選RAM片A15=0，A14=1，選ROM片6、動態隨機記憶體DRAM

特點集成度高，需要刷新，刷新是分組進行。讀寫週期

行選通信號RAS，列選通信號CAS刷新週期

行刷新週期，列刷新週期6、動態隨機記憶體DRAM

介面實例——PC機圖形卡1）組成：3塊DRAM2）容量：64K*8/每塊3）內容：分別存儲三原色R，G，B點陣值4）2個獨立控制器：CRT控制器

CPU6、動態隨機記憶體DRAM

模組的應用記憶體條MC-41256A8小結1、記憶體分類2、主要性能指標3、靜態記憶體定時圖4、動態記憶體刷新5、存儲系統第六章微型電腦系統匯流排概述系統匯流排是微機系統的組成成分，用於擴展除系統核心部分以外的功能部件。PC匯流排

ISA匯流排EISA匯流排MCA匯流排VL-BUS匯流排PCI匯流排第六章微型電腦系統匯流排概述匯流排分類

片內匯流排在板局部匯流排系統匯流排通信匯流排第六章微型電腦系統匯流排概述採用標準匯流排的優點

1）簡化系統設計2）簡化系統結構，提高系統可靠性3）便於系統擴充和更新第六章微型電腦系統匯流排概述匯流排數據傳輸

經曆4個階段1）申請佔用匯流排階段：需要使用匯流排的主控模組，如CPU或DMAC。由匯流排仲裁機構判別。2）尋址階段：通過地址匯流排發出訪問地址3）傳送階段：主從模組間進行數據交換。4）結束階段：有關資訊撤除，讓出匯流排。第六章微型電腦系統匯流排1、PCXT匯流排

為8088CPU採用

8位擴展匯流排，62線插槽。

4類信號線：電源線地址匯流排數據匯流排控制匯流排

第六章微型電腦系統匯流排1、PCXT匯流排

A0---------A19D0---------D7CLKOSCRESETDRYI/OCHRDY#I/OCHCKALEIRQ2------IRQ7#IRO#IOW#MEMR#MEMWAENT/CDRQ1-------DRQ3#DACK0---DACK3第六章微型電腦系統匯流排2、ISA匯流排（PC/AT）

16位匯流排結構，在原PC/XT基礎上，增加36線插槽。增加了緩衝器。匯流排時鐘為8MHz，最大傳輸率20MB/s

工業標準體系結構ISA第六章微型電腦系統匯流排2、ISA匯流排（PC/AT）新增引腳功能

SBHE#MEMCS16#I/OCS16#MASTEROWS#MEMW#SMEMWIRQ3---IRQ7DRQ0---DRQ3#DACK0--#DACK3SA0---SA19LA17---LA23SD0-----SD15第六章微型電腦系統匯流排2’、MCA匯流排微通道結構匯流排，也叫PS/2匯流排。分為16位和32位兩種。

16位處理能力與ISA匯流排相同

32位是全新模式。與ISA不相容。具有MCA功能，又與ISA相容EISA第六章微型電腦系統匯流排3、EISA匯流排1）特點

32位匯流排，包含16位的ISA匯流排

16位的ISA匯流排又包含了8位的ISA匯流排

開放式體系結構其擴展板可安裝LAN/SCSI/圖形控制器

33MB/s

可做網路伺服器第六章微型電腦系統匯流排3、EISA匯流排2）晶片系列

82357ISP------集成系統週邊晶片

82358EBC------EISA匯流排控制器

82352EBB------EISA匯流排緩衝器

第六章微型電腦系統匯流排3、EISA匯流排3）I/O週邊電路

DMA控制器中斷控制器

NMI產生電路定時器電路

第六章微型電腦系統匯流排3、EISA匯流排4）DMA數據傳送寬度

8位的I/O16位的I/O32位的I/O第六章微型電腦系統匯流排3、EISA匯流排5）中斷源

系統板上記憶體奇偶錯產生NMI來自擴展板的IOCHK*產生的NMI故障保險定時器輸出NMI匯流排定時輸出NMI由軟體產生的NMI向特定的口地址寫任意數據時產生的NMI第六章微型電腦系統匯流排3、EISA匯流排6）仲裁控制單元CAC7）ID寄存器8）主板上有主CPU，主存，系統板I/O週邊電路等。9）擴展板上有ISA、EISA匯流排主控器。

第六章微型電腦系統匯流排3、EISA匯流排10）信號類型地址/數據匯流排信號數據傳送控制信號匯流排仲裁信號第六章微型電腦系統匯流排4、局部匯流排

CPU

記憶體

局部匯流排控制器

局部匯流排VL或PCI

高速外設n

網路卡

ISA或EISA匯流排

印表機

低速外設1

低速外設n

圖形卡

磁片控制卡

標準匯流排橋路第六章微型電腦系統匯流排4、局部匯流排-----VESA（VL---Bus）32位擴展匯流排結構可達33MHz與80486同步執行開放性差設計特點：介面卡的相容性局部匯流排與CPU相連第六章微型電腦系統匯流排4、局部匯流排-----PCI

外設互連匯流排數據寬度16位-----64位與CPU時鐘頻率無關支持多處理器和併發工作支持即插即用第六章微型電腦系統匯流排4、局部匯流排-----PCI1）PCI匯流排信號定義

系統信號CLK：匯流排時鐘輸入信號RST#：複位輸入信號第六章微型電腦系統匯流排4、局部匯流排-----PCI1）PCI匯流排信號定義

地址和數據信號AD[31：00]：32位地址/數據複用雙向信號C/BE[3：0]#：匯流排命令/位元組使能複用信號PAR：奇偶校驗信號第六章微型電腦系統匯流排4、局部匯流排-----PCI1）PCI匯流排信號定義

介面控制信號FRAME#：幀同步信號IRDY#：啟動方準備好信號TRDY#：目標方準備好信號STOP#：停止數據傳送信號LOCK#：匯流排鎖定信號IDSEL：初始化設備選擇信號DEVSEL#：設備選擇信號第六章微型電腦系統匯流排4、局部匯流排-----PCI1）PCI匯流排信號定義

匯流排仲裁信號REQ#：匯流排請求信號GNT：匯流排允許信號