微機(jī)原理第5章201309

1、第第5章章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器第第5章章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器隨機(jī)存儲(chǔ)器（隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）5.2存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)方法存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)方法5.4半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器5.1只讀存儲(chǔ)器（只讀存儲(chǔ)器（ROM）5.3第第5章章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)內(nèi)部具有記憶功能的部件，是是計(jì)算機(jī)內(nèi)部具有記憶功能的部件，是微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中必不可少的組成部分，用來(lái)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中必不可少的組成部分，用來(lái)存放存放計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工作時(shí)所用的信息計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工作時(shí)所用的信息程序和數(shù)據(jù)。程序和數(shù)據(jù)。 存儲(chǔ)器根據(jù)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的地位可存儲(chǔ)器根據(jù)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的地位可分為內(nèi)存分為內(nèi)存儲(chǔ)器（簡(jiǎn)稱內(nèi)存）或主存儲(chǔ)器（簡(jiǎn)稱主存）儲(chǔ)器（簡(jiǎn)稱內(nèi)存）或主

2、存儲(chǔ)器（簡(jiǎn)稱主存）和外存和外存儲(chǔ)器（簡(jiǎn)稱外存）或輔助存儲(chǔ)器（簡(jiǎn)稱輔存）。儲(chǔ)器（簡(jiǎn)稱外存）或輔助存儲(chǔ)器（簡(jiǎn)稱輔存）。 內(nèi)存儲(chǔ)器通常由半導(dǎo)體存儲(chǔ)器組成，本章主要內(nèi)存儲(chǔ)器通常由半導(dǎo)體存儲(chǔ)器組成，本章主要介紹半導(dǎo)體存儲(chǔ)器。介紹半導(dǎo)體存儲(chǔ)器。 第第5章章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)器外存儲(chǔ)器外存儲(chǔ)器磁存儲(chǔ)器（磁芯、磁鼓、磁帶、磁盤等）磁存儲(chǔ)器（磁芯、磁鼓、磁帶、磁盤等）光存儲(chǔ)器光存儲(chǔ)器隨機(jī)存儲(chǔ)器隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM只讀存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器ROM雙極型雙極型RAMMOS型型RAM掩模掩模ROM 可編程可編程PROM可擦除可擦除PROMEPROME2PROMF L A S H ROM靜態(tài)靜態(tài)RAM動(dòng)態(tài)動(dòng)

3、態(tài)RAM圖圖5-1 5-1 存儲(chǔ)器的分類存儲(chǔ)器的分類第第5章章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器隨機(jī)存儲(chǔ)器（隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）5.2存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)方法存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)方法5.4半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器5.1只讀存儲(chǔ)器（只讀存儲(chǔ)器（ROM）5.3第第5章章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器5.1 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器是一種能存儲(chǔ)二值信息的大規(guī)模集成電半導(dǎo)體存儲(chǔ)器是一種能存儲(chǔ)二值信息的大規(guī)模集成電路，具有集成度高、體積小、可靠性高、外圍電路簡(jiǎn)單且路，具有集成度高、體積小、可靠性高、外圍電路簡(jiǎn)單且易于接口、便于自動(dòng)化批量生產(chǎn)等特點(diǎn)。易于接口、便于自動(dòng)化批量生產(chǎn)等特點(diǎn)。 5.1.1 概述概述 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器內(nèi)部的存儲(chǔ)單元分配了相應(yīng)

4、的地址半導(dǎo)體存儲(chǔ)器內(nèi)部的存儲(chǔ)單元分配了相應(yīng)的地址。 CPU通過(guò)數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線與內(nèi)存儲(chǔ)器通過(guò)數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線與內(nèi)存儲(chǔ)器（半導(dǎo)體存儲(chǔ)器）進(jìn)行程序和數(shù)據(jù)的傳送。（半導(dǎo)體存儲(chǔ)器）進(jìn)行程序和數(shù)據(jù)的傳送。 第第5章章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器1內(nèi)存儲(chǔ)器的基本結(jié)構(gòu)內(nèi)存儲(chǔ)器的基本結(jié)構(gòu)CPU控制總線控制總線數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線地址總線地址總線時(shí)序時(shí)序/控制控制存儲(chǔ)體存儲(chǔ)體MBMARMDR地地址址譯譯碼碼器器讀讀寫寫驅(qū)驅(qū)動(dòng)動(dòng)器器圖圖5-2 內(nèi)存儲(chǔ)器的基本結(jié)構(gòu)內(nèi)存儲(chǔ)器的基本結(jié)構(gòu)第第5章章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器2存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)組織存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)組織計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，作為一個(gè)整體一次存放或取出內(nèi)存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，作為一個(gè)

5、整體一次存放或取出內(nèi)存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)稱為器的數(shù)據(jù)稱為“存儲(chǔ)字存儲(chǔ)字” 。在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，特別是微機(jī)系統(tǒng)中，內(nèi)存儲(chǔ)器在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，特別是微機(jī)系統(tǒng)中，內(nèi)存儲(chǔ)器一般都以字節(jié)編址，即一個(gè)存儲(chǔ)地址對(duì)應(yīng)一個(gè)一般都以字節(jié)編址，即一個(gè)存儲(chǔ)地址對(duì)應(yīng)一個(gè)8位的存儲(chǔ)位的存儲(chǔ)單元，叫做字節(jié)單元。單元，叫做字節(jié)單元。 在在Intel80X86系統(tǒng)中，系統(tǒng)中，16位存儲(chǔ)字或位存儲(chǔ)字或32位存儲(chǔ)字的地位存儲(chǔ)字的地址是址是2個(gè)或個(gè)或4個(gè)字節(jié)單元中最低端的字節(jié)單元的地址，而此個(gè)字節(jié)單元中最低端的字節(jié)單元的地址，而此最低端字節(jié)單元中存放的是最低端字節(jié)單元中存放的是32位字中最低位字中最低8位。位。 第第5章章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器

6、例如，例如，32位存儲(chǔ)字位存儲(chǔ)字12345678H存放在內(nèi)存中的情況如存放在內(nèi)存中的情況如圖圖5-3所示，占有所示，占有30100H30103H 4個(gè)地址的字節(jié)單元，個(gè)地址的字節(jié)單元，其中其中最低字節(jié)最低字節(jié)78H存放在存放在30100H中，則該中，則該32位存儲(chǔ)字的地位存儲(chǔ)字的地址即址即30100H。 30100H30103H78H56H34H12H圖圖5-3 X86系統(tǒng)中系統(tǒng)中32位存儲(chǔ)字的存放情況位存儲(chǔ)字的存放情況第第5章章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器5.1.2 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的分類半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的分類半導(dǎo)體存儲(chǔ)器按照存取功能可以分為隨機(jī)存儲(chǔ)器和只半導(dǎo)體存儲(chǔ)器按照存取功能可以分為隨機(jī)存儲(chǔ)器和只讀存儲(chǔ)器兩大

7、類。讀存儲(chǔ)器兩大類。1.隨機(jī)存儲(chǔ)器（隨機(jī)存儲(chǔ)器（Random Access Memory，簡(jiǎn)稱，簡(jiǎn)稱RAM）RAM在在CPU執(zhí)行程序中就可以隨時(shí)向存儲(chǔ)器里寫入執(zhí)行程序中就可以隨時(shí)向存儲(chǔ)器里寫入數(shù)據(jù)或從中讀出數(shù)據(jù)。斷電以后信息會(huì)丟失。數(shù)據(jù)或從中讀出數(shù)據(jù)。斷電以后信息會(huì)丟失。 2.只讀存儲(chǔ)器（只讀存儲(chǔ)器（Read-Only Memory，簡(jiǎn)稱，簡(jiǎn)稱ROM） ROM正常工作狀態(tài)下只能從中讀取數(shù)據(jù)，而不能寫正常工作狀態(tài)下只能從中讀取數(shù)據(jù)，而不能寫入數(shù)據(jù)。入數(shù)據(jù)。 ROM的優(yōu)點(diǎn)是電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且斷電以后數(shù)的優(yōu)點(diǎn)是電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且斷電以后數(shù)據(jù)也不丟失據(jù)也不丟失 。第第5章章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器5.1.3 半

8、導(dǎo)體存儲(chǔ)器的主要技術(shù)指標(biāo)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的主要技術(shù)指標(biāo)1存儲(chǔ)容量存儲(chǔ)容量存儲(chǔ)容量指存儲(chǔ)器所能存放二值信息有多少個(gè)，存儲(chǔ)存儲(chǔ)容量指存儲(chǔ)器所能存放二值信息有多少個(gè)，存儲(chǔ)容量越大，說(shuō)明它能存儲(chǔ)的信息量越多。容量越大，說(shuō)明它能存儲(chǔ)的信息量越多。 存儲(chǔ)器中的一個(gè)基本存儲(chǔ)單元能存儲(chǔ)二進(jìn)制數(shù)據(jù)的位存儲(chǔ)器中的一個(gè)基本存儲(chǔ)單元能存儲(chǔ)二進(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù)（也就是每次可以讀（寫）的二值代碼位數(shù)）叫做數(shù)（也就是每次可以讀（寫）的二值代碼位數(shù)）叫做存儲(chǔ)存儲(chǔ)器的字長(zhǎng)器的字長(zhǎng)；存儲(chǔ)器中基本存儲(chǔ)單元的數(shù)量，也就是輸入地；存儲(chǔ)器中基本存儲(chǔ)單元的數(shù)量，也就是輸入地址代碼的數(shù)量，叫做址代碼的數(shù)量，叫做存儲(chǔ)器的字?jǐn)?shù)存儲(chǔ)器的字?jǐn)?shù)，所以，所以存

9、儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量就是該存儲(chǔ)器字?jǐn)?shù)與字長(zhǎng)的乘積。量就是該存儲(chǔ)器字?jǐn)?shù)與字長(zhǎng)的乘積。 第第5章章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器2存取時(shí)間存取時(shí)間存儲(chǔ)器的存取時(shí)間一般用讀（或?qū)懀┲芷趤?lái)描述，連存儲(chǔ)器的存取時(shí)間一般用讀（或?qū)懀┲芷趤?lái)描述，連續(xù)兩次讀?。ɑ?qū)懭耄┎僮魉g隔的最短時(shí)間稱為讀（或續(xù)兩次讀?。ɑ?qū)懭耄┎僮魉g隔的最短時(shí)間稱為讀（或?qū)懀┲芷凇Ｗx（或?qū)懀┲芷诙?，即存取時(shí)間短，存儲(chǔ)器的寫）周期。讀（或?qū)懀┲芷诙?，即存取時(shí)間短，存儲(chǔ)器的工作速度就高。工作速度就高。 3可靠性可靠性 存儲(chǔ)器的可靠性一般是指存儲(chǔ)器對(duì)電磁場(chǎng)及溫度等存儲(chǔ)器的可靠性一般是指存儲(chǔ)器對(duì)電磁場(chǎng)及溫度等參數(shù)變化的抗干擾能力，通常用參數(shù)變化的抗

10、干擾能力，通常用平均無(wú)故障時(shí)間平均無(wú)故障時(shí)間MTBF（Mean Time Between Failures）來(lái)衡量，來(lái)衡量，MTBF越長(zhǎng)，越長(zhǎng)，存儲(chǔ)器的可靠性越高。存儲(chǔ)器的可靠性越高。第第5章章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器4功耗和集成度功耗和集成度功耗反映存儲(chǔ)器耗電的多少，集成度是指一片數(shù)平方功耗反映存儲(chǔ)器耗電的多少，集成度是指一片數(shù)平方毫米的芯片上能集成多少個(gè)基本存儲(chǔ)元件。雙極型存儲(chǔ)器毫米的芯片上能集成多少個(gè)基本存儲(chǔ)元件。雙極型存儲(chǔ)器功耗比功耗比MOS型存儲(chǔ)器大，發(fā)熱的程度也高，所以雙極型型存儲(chǔ)器大，發(fā)熱的程度也高，所以雙極型存儲(chǔ)器的集成度比存儲(chǔ)器的集成度比MOS型存儲(chǔ)器低。型存儲(chǔ)器低。5性能價(jià)格比性能價(jià)

11、格比存儲(chǔ)器的綜合性能指標(biāo)包括以上幾項(xiàng)，存儲(chǔ)器的成本存儲(chǔ)器的綜合性能指標(biāo)包括以上幾項(xiàng)，存儲(chǔ)器的成本在計(jì)算機(jī)成本中占很大比重。存儲(chǔ)器的性能價(jià)格比反映了在計(jì)算機(jī)成本中占很大比重。存儲(chǔ)器的性能價(jià)格比反映了存儲(chǔ)器選擇方案的優(yōu)劣。存儲(chǔ)器選擇方案的優(yōu)劣。 第第5章章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器隨機(jī)存儲(chǔ)器（隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）5.2存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)方法存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)方法5.4半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器5.1只讀存儲(chǔ)器（只讀存儲(chǔ)器（ROM）5.3第第5章章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器隨機(jī)存儲(chǔ)器隨機(jī)存儲(chǔ)器 RAM （Random Access Memory）l RAM在在CPU執(zhí)行程序中就可以隨時(shí)向存儲(chǔ)器執(zhí)行程序中就可以隨時(shí)向存儲(chǔ)器 里寫入數(shù)據(jù)或從

12、中讀出數(shù)據(jù)。里寫入數(shù)據(jù)或從中讀出數(shù)據(jù)。l 斷電以后信息會(huì)丟失。斷電以后信息會(huì)丟失。l 按工作原理不同可以分為靜態(tài)存儲(chǔ)元件和動(dòng)按工作原理不同可以分為靜態(tài)存儲(chǔ)元件和動(dòng) 態(tài)存儲(chǔ)元件。態(tài)存儲(chǔ)元件。 5.2 隨機(jī)存儲(chǔ)器（隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）第第5章章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器5.2.1 RAM芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)隨機(jī)存儲(chǔ)器一般由存儲(chǔ)矩陣、地址譯碼器和輸入隨機(jī)存儲(chǔ)器一般由存儲(chǔ)矩陣、地址譯碼器和輸入/輸出輸出控制電路三部分組成，如圖所示?？刂齐娐啡糠纸M成，如圖所示。 存儲(chǔ)矩陣存儲(chǔ)矩陣地址譯碼器地址譯碼器地址輸入地址輸入控制信號(hào)輸入控制信號(hào)輸入輸入輸入/ /輸出控制電路輸出控制電路數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸入/ /輸出輸出

13、第第5章章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器1存儲(chǔ)矩陣存儲(chǔ)矩陣一個(gè)存儲(chǔ)器內(nèi)有許多字存儲(chǔ)單元，一般按矩陣形式排一個(gè)存儲(chǔ)器內(nèi)有許多字存儲(chǔ)單元，一般按矩陣形式排列，排成列，排成n行和行和m列列。 X31A4A3A2A1A0Y7Y0Y1X0X1列地址譯碼器列地址譯碼器行地址譯碼器行地址譯碼器A7 A6 A5第第5章章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器2地址譯碼器地址譯碼器通過(guò)地址譯碼器對(duì)輸入地址進(jìn)行譯碼輸出選擇相應(yīng)的通過(guò)地址譯碼器對(duì)輸入地址進(jìn)行譯碼輸出選擇相應(yīng)的地址單元。地址單元。在大容量存儲(chǔ)器中，一般采用雙譯碼結(jié)構(gòu)，即有行地在大容量存儲(chǔ)器中，一般采用雙譯碼結(jié)構(gòu)，即有行地址和列地址，分別由行地址譯碼器和列地址譯碼器譯碼。址和列地址，分別由行

14、地址譯碼器和列地址譯碼器譯碼。行地址和列地址共同決定一個(gè)地址單元。行地址和列地址共同決定一個(gè)地址單元。地址單元個(gè)數(shù)地址單元個(gè)數(shù)N與二進(jìn)制地址碼的位數(shù)與二進(jìn)制地址碼的位數(shù)n有以下關(guān)系有以下關(guān)系 N=2n即即2n個(gè)存儲(chǔ)單元需要個(gè)存儲(chǔ)單元需要n位（二進(jìn)制）地址。位（二進(jìn)制）地址。3輸入輸出控制輸入輸出控制RAM中的輸入輸出控制電路除了對(duì)存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)讀或?qū)懼械妮斎胼敵隹刂齐娐烦藢?duì)存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)讀或?qū)懖僮鞯目刂仆?，為了便于控制，還需要一些其他控制信號(hào)。操作的控制外，為了便于控制，還需要一些其他控制信號(hào)。圖圖5-6給出了一個(gè)簡(jiǎn)單輸入給出了一個(gè)簡(jiǎn)單輸入/輸出控制電路，他不僅有讀輸出控制電路，他不僅有讀/寫控制信

15、號(hào)寫控制信號(hào)R/ ，還有片選控制信號(hào)，還有片選控制信號(hào) 。 WCSDDG2G1G3G4G5R/WI/O&CS第第5章章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器5.2.2 RAM存儲(chǔ)元件存儲(chǔ)元件存儲(chǔ)元件是存儲(chǔ)器的最基本細(xì)胞，它可以存放一位二存儲(chǔ)元件是存儲(chǔ)器的最基本細(xì)胞，它可以存放一位二進(jìn)制數(shù)據(jù)。按工作原理不同可以分為靜態(tài)存儲(chǔ)元件和動(dòng)態(tài)進(jìn)制數(shù)據(jù)。按工作原理不同可以分為靜態(tài)存儲(chǔ)元件和動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)元件。存儲(chǔ)元件。 1靜態(tài)靜態(tài)RAM中存儲(chǔ)元件中存儲(chǔ)元件 靜態(tài)靜態(tài)RAM靠觸發(fā)器保存數(shù)據(jù)靠觸發(fā)器保存數(shù)據(jù)，存取速度快存取速度快，只要不斷電，數(shù)據(jù)就能長(zhǎng)久保存只要不斷電，數(shù)據(jù)就能長(zhǎng)久保存。一般靜態(tài)一般靜態(tài)RAM 的的集成度較低集成度較

16、低，成本較高。，成本較高。第第5章章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線存儲(chǔ)元存儲(chǔ)元件件位線位線B行選擇線行選擇線XiVDDVDDT3T4T1T2T6T5T8T7Yj列選擇線列選擇線DD圖圖5-7 六管靜態(tài)存儲(chǔ)元件六管靜態(tài)存儲(chǔ)元件 第第5章章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器2動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)RAM中存儲(chǔ)元件中存儲(chǔ)元件動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)RAM存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的原理是靠存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的原理是靠MOS管柵極電容的電管柵極電容的電荷存儲(chǔ)效應(yīng)，充上電荷存入荷存儲(chǔ)效應(yīng)，充上電荷存入“1”，未充電荷存入，未充電荷存入“0”。由于漏電流的存在，柵極電容上存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)（電荷）由于漏電流的存在，柵極電容上存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)（電荷）不能長(zhǎng)期保持，不能長(zhǎng)期保持，必須定期給電容補(bǔ)充電荷必

17、須定期給電容補(bǔ)充電荷，以免數(shù)據(jù)，以免數(shù)據(jù)丟丟失，失，這種操作這種操作稱為刷新或再生。稱為刷新或再生。 在硬件系統(tǒng)中也得設(shè)置相應(yīng)的刷新電路來(lái)完成動(dòng)態(tài)在硬件系統(tǒng)中也得設(shè)置相應(yīng)的刷新電路來(lái)完成動(dòng)態(tài)RAM 的刷新，這的刷新，這 樣一來(lái)無(wú)疑增加了硬件系統(tǒng)的復(fù)雜程樣一來(lái)無(wú)疑增加了硬件系統(tǒng)的復(fù)雜程度度 。第第5章章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器 動(dòng)態(tài)隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器動(dòng)態(tài)隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器DRAM的存儲(chǔ)元有多種結(jié)構(gòu)，的存儲(chǔ)元有多種結(jié)構(gòu)，單管電路的元件數(shù)量少，集成度高，但外圍電路比較復(fù)雜單管電路的元件數(shù)量少，集成度高，但外圍電路比較復(fù)雜。這里僅簡(jiǎn)單介紹一下單管存儲(chǔ)元的存儲(chǔ)原理。這里僅簡(jiǎn)單介紹一下單管存儲(chǔ)元的存儲(chǔ)原理。 第第5章章 存

18、儲(chǔ)器存儲(chǔ)器5.2.3 RAM操作的時(shí)序操作的時(shí)序?yàn)楸ＷC存儲(chǔ)器正確地工作，加到存儲(chǔ)器的地址、數(shù)據(jù)為保證存儲(chǔ)器正確地工作，加到存儲(chǔ)器的地址、數(shù)據(jù)和控制信號(hào)之間存在一種時(shí)間制約關(guān)系，把這種關(guān)系叫做和控制信號(hào)之間存在一種時(shí)間制約關(guān)系，把這種關(guān)系叫做時(shí)序。時(shí)序。 1 RAM讀操作時(shí)序讀操作時(shí)序第第5章章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器2 RAM寫操作時(shí)序?qū)懖僮鲿r(shí)序第第5章章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器5.2.4 集成集成RAM芯片介紹芯片介紹 1SRAM芯片芯片6264l存儲(chǔ)容量：存儲(chǔ)容量：8K8位位 l引腳數(shù)：引腳數(shù)：28條條l地址線：地址線：13條條l數(shù)據(jù)線：數(shù)據(jù)線：8條條l控制線：控制線：4條條l電源線：電源線：2條條NC1A1

19、22A73A64A55A46A37A28A19A010I/O0111213GND1415I/O416I/O517I/O618I/O719CE120A1021OE22A1123A924A825CE226WE27VCC286264I/O1I/O2I/O3第第5章章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器引腳工作方式 1 2I/O7I/O0未選中VIH任意任意任意高阻任意VIL輸出禁止VILVIHVIHVIH高阻讀出VILVIHVILVIHDOUT寫入VILVIHVIHVIL DIN6264工作方式工作方式 通過(guò)控制信號(hào)組合可以實(shí)現(xiàn)通過(guò)控制信號(hào)組合可以實(shí)現(xiàn)6264的讀寫等工作方式。的讀寫等工作方式。CECEOEWE第第5章章

20、 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器2 DRAM 2164 2164是一塊是一塊64K1bit的的DRAM芯片，與其類似的芯芯片，與其類似的芯片有很多種，如片有很多種，如3764、4164等。等。 圖所示為圖所示為2164A的引腳圖。的引腳圖。第第5章章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器2 DRAM 41256 41256是是256K1位的位的DRAM芯片。由于芯片。由于DRAM集成集成度高，存儲(chǔ)容量大，因此需要的地址引線就多。度高，存儲(chǔ)容量大，因此需要的地址引線就多。DRAM一般都一般都采用行、列地址分時(shí)輸入采用行、列地址分時(shí)輸入芯片內(nèi)部地址鎖存器的方芯片內(nèi)部地址鎖存器的方法，為減少芯片外部引線數(shù)量，從而外部地址線數(shù)量減少法，為減少

21、芯片外部引線數(shù)量，從而外部地址線數(shù)量減少一半。一半。 A8A0WECASRASDOUTDIN第第5章章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器DRAM的數(shù)據(jù)寫入過(guò)程的時(shí)序如圖：的數(shù)據(jù)寫入過(guò)程的時(shí)序如圖：第第5章章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器 DRAM刷新刷新。由于。由于DRAM是靠電容來(lái)存儲(chǔ)信息的，而是靠電容來(lái)存儲(chǔ)信息的，而電容總是存在緩慢放電的現(xiàn)象，時(shí)間長(zhǎng)了就會(huì)使存放的信電容總是存在緩慢放電的現(xiàn)象，時(shí)間長(zhǎng)了就會(huì)使存放的信息丟失。因此，息丟失。因此，DRAM使用中必須對(duì)它所存儲(chǔ)的信息定使用中必須對(duì)它所存儲(chǔ)的信息定時(shí)進(jìn)行刷新。時(shí)進(jìn)行刷新。所謂刷新，就是將動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器中存放的每一所謂刷新，就是將動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器中存放的每一位信息讀出并重新寫入的

22、過(guò)程。位信息讀出并重新寫入的過(guò)程。 第第5章章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器隨機(jī)存儲(chǔ)器（隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）5.2存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)方法存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)方法5.4半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器5.1只讀存儲(chǔ)器（只讀存儲(chǔ)器（ROM）5.3第第5章章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器5.3 只讀存儲(chǔ)器（只讀存儲(chǔ)器（ROM）只讀存儲(chǔ)器（只讀存儲(chǔ)器（Read-Only Memory，簡(jiǎn)稱，簡(jiǎn)稱ROM） l ROM正常工作狀態(tài)下只能從中讀取數(shù)據(jù)，而不能正常工作狀態(tài)下只能從中讀取數(shù)據(jù)，而不能 寫入數(shù)據(jù)。寫入數(shù)據(jù)。 l 斷電以后存儲(chǔ)內(nèi)容不丟失斷電以后存儲(chǔ)內(nèi)容不丟失 。l ROM的分類：的分類： 1掩模掩模ROM 2可一次編程序的只讀存儲(chǔ)器可一次編程序的只讀存

23、儲(chǔ)器 PROM （Programmable ROM） 3可擦除的可編程只讀存儲(chǔ)器可擦除的可編程只讀存儲(chǔ)器 EPROM 紫外線擦除的可編程只讀存儲(chǔ)器紫外線擦除的可編程只讀存儲(chǔ)器 EPROM 電擦除的可編程只讀存儲(chǔ)器電擦除的可編程只讀存儲(chǔ)器 EEPROM (E2PROM) 4. 閃存閃存 FLASH ROM第第5章章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器5.3.1 ROM芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 存儲(chǔ)矩陣存儲(chǔ)矩陣地址譯碼器地址譯碼器地址輸入地址輸入輸出控制電路輸出控制電路數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)輸出控制信號(hào)輸入控制信號(hào)輸入第第5章章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器5.3.2 集成集成ROM芯片介紹芯片介紹1EPROM 2764 的引腳功能的引腳功

24、能 地址線：共地址線：共13條；條；數(shù)據(jù)線：共數(shù)據(jù)線：共8條，存儲(chǔ)容量條，存儲(chǔ)容量8KB；控制線：片選和輸出選通；控制線：片選和輸出選通；VCC：電源；：電源；VPP：編程電源；：編程電源；GND：地線；：地線；PGM：為編程脈沖輸入線；：為編程脈沖輸入線；VPP1A122A73A64A55A46A37A28A19A010D0111213GND1415D416D517D618D719CE20A1021OE22A1123A924A825NC26PGM27Vcc282764D1D2D3第第5章章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器22764的工作方式的工作方式（1）讀出方式）讀出方式2764的主要工作方式。片選信號(hào)和輸

25、出允許信號(hào)都為的主要工作方式。片選信號(hào)和輸出允許信號(hào)都為低電平。低電平。（2）維持方式）維持方式當(dāng)片選信號(hào)為無(wú)效，就使芯片進(jìn)入維持方式。此時(shí)數(shù)當(dāng)片選信號(hào)為無(wú)效，就使芯片進(jìn)入維持方式。此時(shí)數(shù)據(jù)線處于高阻狀態(tài)，芯片功耗降為據(jù)線處于高阻狀態(tài)，芯片功耗降為200 mW。（3）編程方式）編程方式當(dāng)片選信號(hào)有效，輸出允許信號(hào)無(wú)效，當(dāng)片選信號(hào)有效，輸出允許信號(hào)無(wú)效，VPP端外接端外接25V電壓，編程脈沖端編程脈沖，即可實(shí)現(xiàn)編程。電壓，編程脈沖端編程脈沖，即可實(shí)現(xiàn)編程。第第5章章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器（4）檢驗(yàn)方式）檢驗(yàn)方式此方式和編程方式配合使用，在每次寫入此方式和編程方式配合使用，在每次寫入1個(gè)字節(jié)數(shù)個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)之

26、后，緊接著將寫入的數(shù)據(jù)讀出，為檢驗(yàn)編程結(jié)果是據(jù)之后，緊接著將寫入的數(shù)據(jù)讀出，為檢驗(yàn)編程結(jié)果是否正確。各信號(hào)狀態(tài)類似讀出方式，但否正確。各信號(hào)狀態(tài)類似讀出方式，但VPP在編程電壓。在編程電壓。（5）禁止編程）禁止編程VPP接編程電壓，但片選為無(wú)效，不能進(jìn)行編程操作。接編程電壓，但片選為無(wú)效，不能進(jìn)行編程操作。EPROM與與CPU連接時(shí)處于正常工作方式，處于讀出連接時(shí)處于正常工作方式，處于讀出方式或維持方式；方式或維持方式；EPROM與編程器連接時(shí)，處于編程、與編程器連接時(shí)，處于編程、檢驗(yàn)或禁止編程方式。檢驗(yàn)或禁止編程方式。 第第5章章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器 引腳 工作方式(20)(22)(27)Vpp/

27、V(1)Vcc/V(28)輸出讀出LLH+5+5DOUT維持H任意任意+5+5高阻編程LH正脈沖+25+5DIN檢驗(yàn)LLH+25+5DOUT禁止編程H任意任意+25+5高阻CEOEPGM表表5-3 2764工作方式選擇工作方式選擇第第5章章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器隨機(jī)存儲(chǔ)器（隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）5.2存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)方法存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)方法5.4半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器5.1只讀存儲(chǔ)器（只讀存儲(chǔ)器（ROM）5.3第第5章章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器5.4 存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)方法存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)方法用若干片存儲(chǔ)器芯片和相關(guān)組合邏輯電路構(gòu)成存儲(chǔ)器用若干片存儲(chǔ)器芯片和相關(guān)組合邏輯電路構(gòu)成存儲(chǔ)器子系統(tǒng)子系統(tǒng)的方法叫做存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)方法。的方法

28、叫做存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)方法。在進(jìn)行存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮所設(shè)計(jì)的問(wèn)題在進(jìn)行存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮所設(shè)計(jì)的問(wèn)題l存儲(chǔ)器特性存儲(chǔ)器特性l數(shù)據(jù)線條數(shù)數(shù)據(jù)線條數(shù)l存儲(chǔ)器容量存儲(chǔ)器容量l存儲(chǔ)器地址空間存儲(chǔ)器地址空間l讀寫時(shí)間讀寫時(shí)間 . 第第5章章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器5.4.1 存儲(chǔ)器芯片的選擇存儲(chǔ)器芯片的選擇1存儲(chǔ)器芯片類型的選擇存儲(chǔ)器芯片類型的選擇 ROM和和RAM的選擇的選擇 速度速度 性價(jià)比性價(jià)比2存儲(chǔ)器芯片容量的選擇存儲(chǔ)器芯片容量的選擇 根據(jù)給定總設(shè)計(jì)容量選擇根據(jù)給定總設(shè)計(jì)容量選擇 3存儲(chǔ)器芯片數(shù)據(jù)線條數(shù)的選擇存儲(chǔ)器芯片數(shù)據(jù)線條數(shù)的選擇 根據(jù)根據(jù)CPU的數(shù)據(jù)總線條數(shù)來(lái)選擇的數(shù)據(jù)總線條數(shù)來(lái)選擇第第5章章 存儲(chǔ)器

29、存儲(chǔ)器5.4.2 存儲(chǔ)器容量的擴(kuò)展存儲(chǔ)器容量的擴(kuò)展由于單片存儲(chǔ)器芯片的容量有限，很難滿足實(shí)際的需由于單片存儲(chǔ)器芯片的容量有限，很難滿足實(shí)際的需要，因此，必須將若干存儲(chǔ)器芯片連在一起才能組成足夠要，因此，必須將若干存儲(chǔ)器芯片連在一起才能組成足夠容量的存儲(chǔ)器子系統(tǒng)，這就叫做容量的存儲(chǔ)器子系統(tǒng)，這就叫做存儲(chǔ)器容量的擴(kuò)展存儲(chǔ)器容量的擴(kuò)展，按擴(kuò)展方式不同主要分為按擴(kuò)展方式不同主要分為l位擴(kuò)展位擴(kuò)展l字?jǐn)U展字?jǐn)U展l 字位擴(kuò)展字位擴(kuò)展第第5章章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器1位擴(kuò)展位擴(kuò)展計(jì)算機(jī)中內(nèi)存一般是按字節(jié)（計(jì)算機(jī)中內(nèi)存一般是按字節(jié)（8位）或字（位）或字（16位）來(lái)位）來(lái)進(jìn)行組織的，有些存儲(chǔ)芯片字長(zhǎng)（位數(shù)）可能是進(jìn)行組

30、織的，有些存儲(chǔ)芯片字長(zhǎng)（位數(shù)）可能是1位、位、4位位或或8位的，不能滿足要求，這時(shí)就需要進(jìn)行位擴(kuò)展，以位的，不能滿足要求，這時(shí)就需要進(jìn)行位擴(kuò)展，以滿滿足字長(zhǎng)足字長(zhǎng)的要求。的要求。 將多片將多片ROM或或RAM組合成位數(shù)更多的存儲(chǔ)器。位擴(kuò)組合成位數(shù)更多的存儲(chǔ)器。位擴(kuò)展的方法十分簡(jiǎn)單，只需把相同類型的存儲(chǔ)器芯片的展的方法十分簡(jiǎn)單，只需把相同類型的存儲(chǔ)器芯片的地址地址線、片選線、讀寫控制線都并聯(lián)起來(lái)，數(shù)據(jù)端單獨(dú)引出即線、片選線、讀寫控制線都并聯(lián)起來(lái)，數(shù)據(jù)端單獨(dú)引出即可?？?。 第第5章章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器D7I/O1K1bA9A0CSR/WA0A9R/WCSD1I/O1K1bA9A0CSR/WD0I/O1

31、K1bA9A0CSR/W圖圖5-165-16存儲(chǔ)器的位擴(kuò)展存儲(chǔ)器的位擴(kuò)展 用用8片容量為片容量為1K1b芯片擴(kuò)充為芯片擴(kuò)充為1K8b的存儲(chǔ)器，的存儲(chǔ)器，每個(gè)芯片有每個(gè)芯片有10根地址線，把根地址線，把8片片芯片的地址線都并聯(lián)起來(lái)，芯片的地址線都并聯(lián)起來(lái)，8個(gè)芯片共用一個(gè)片選線和讀寫控制線，每個(gè)芯片的數(shù)據(jù)個(gè)芯片共用一個(gè)片選線和讀寫控制線，每個(gè)芯片的數(shù)據(jù)線單獨(dú)連接。線單獨(dú)連接。 第第5章章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器2字?jǐn)U展字?jǐn)U展字?jǐn)U展實(shí)際就是字?jǐn)U展實(shí)際就是存儲(chǔ)容量的擴(kuò)展存儲(chǔ)容量的擴(kuò)展，將多片存儲(chǔ)器芯片，將多片存儲(chǔ)器芯片接成一個(gè)字?jǐn)?shù)更多的存儲(chǔ)器接成一個(gè)字?jǐn)?shù)更多的存儲(chǔ)器 。此時(shí)存儲(chǔ)芯片上每個(gè)存儲(chǔ)此時(shí)存儲(chǔ)芯片上每個(gè)

32、存儲(chǔ)單元的字長(zhǎng)已滿足要求，而只是存儲(chǔ)單元的個(gè)數(shù)不夠，需單元的字長(zhǎng)已滿足要求，而只是存儲(chǔ)單元的個(gè)數(shù)不夠，需要要增加的是存儲(chǔ)單元的數(shù)量增加的是存儲(chǔ)單元的數(shù)量，這就是字?jǐn)U展。，這就是字?jǐn)U展。字?jǐn)U展的電路連接方法是：字?jǐn)U展的電路連接方法是：將每個(gè)將每個(gè)存儲(chǔ)器芯片存儲(chǔ)器芯片的地址信號(hào)、數(shù)據(jù)信號(hào)和讀的地址信號(hào)、數(shù)據(jù)信號(hào)和讀/寫寫控控制制信號(hào)等按信號(hào)名稱全部并聯(lián)在一起，只將片選端信號(hào)等按信號(hào)名稱全部并聯(lián)在一起，只將片選端CS分分別引出到地址譯碼器的不同輸出端，用片選信號(hào)來(lái)區(qū)別別引出到地址譯碼器的不同輸出端，用片選信號(hào)來(lái)區(qū)別各各個(gè)存儲(chǔ)器芯片所占據(jù)的不同地址空間范圍個(gè)存儲(chǔ)器芯片所占據(jù)的不同地址空間范圍(即即各個(gè)

33、芯片的各個(gè)芯片的地址地址)。 第第5章章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器例：用例：用4片片16K8bROM芯片組合成芯片組合成64K8bROM存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器 每片每片16K8b存儲(chǔ)器有存儲(chǔ)器有14根地址線，根地址線，8根數(shù)據(jù)線，都并根數(shù)據(jù)線，都并聯(lián)起來(lái)，聯(lián)起來(lái)，4個(gè)芯片共用一個(gè)數(shù)據(jù)輸出允許控制線，個(gè)芯片共用一個(gè)數(shù)據(jù)輸出允許控制線， 4個(gè)個(gè)芯片的片選線與芯片的片選線與2-4譯碼器譯碼器74LS139的輸出端連接。分別的輸出端連接。分別 有不同的地址范圍。有不同的地址范圍。 A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 0000H-3FFFH 4000H7

34、FFFH 8000HBFFFH C000H-FFFFH第第5章章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器圖圖5-17 5-17 存儲(chǔ)器的字?jǐn)U展存儲(chǔ)器的字?jǐn)U展D7OEA13A0CSOEA0A13CS0D0A13A0CSOED016K8b（1）A13A0CSOED7A13A0CSOED0D7D0D7D0D7CS1CS2CS32-42-4譯碼器譯碼器A14A1516K8b（2）16K8b（3）16K8b（4）第第5章章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器3字位擴(kuò)展字位擴(kuò)展如果存儲(chǔ)器芯片的數(shù)據(jù)位數(shù)和字?jǐn)?shù)都不夠用時(shí)，存儲(chǔ)如果存儲(chǔ)器芯片的數(shù)據(jù)位數(shù)和字?jǐn)?shù)都不夠用時(shí)，存儲(chǔ)器需要器需要字?jǐn)U展和位擴(kuò)展同時(shí)進(jìn)行字?jǐn)U展和位擴(kuò)展同時(shí)進(jìn)行。假設(shè)需要存儲(chǔ)容量為假設(shè)需要存

35、儲(chǔ)容量為MN位存儲(chǔ)器，位存儲(chǔ)器，若使用存儲(chǔ)器容量為若使用存儲(chǔ)器容量為KL位的存儲(chǔ)器芯片進(jìn)行字位位的存儲(chǔ)器芯片進(jìn)行字位擴(kuò)展，那么需要擴(kuò)展，那么需要 M/KN/L 個(gè)該存儲(chǔ)器芯片。個(gè)該存儲(chǔ)器芯片。連接時(shí)連接時(shí)先先按按N/L個(gè)該存儲(chǔ)器芯片分組進(jìn)行個(gè)該存儲(chǔ)器芯片分組進(jìn)行位擴(kuò)展位擴(kuò)展方式方式連接，然后連接，然后再再把各組存儲(chǔ)器芯片按把各組存儲(chǔ)器芯片按字?jǐn)U展字?jǐn)U展方式連接，這樣方式連接，這樣便構(gòu)成了存儲(chǔ)容量為便構(gòu)成了存儲(chǔ)容量為MN位存儲(chǔ)器。位存儲(chǔ)器。第第5章章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器5.4.3 存儲(chǔ)器與存儲(chǔ)器與CPU的連接的連接CPU對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行訪問(wèn)時(shí)，首先要在對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行訪問(wèn)時(shí)，首先要在地址總線地址總線上發(fā)地址信

36、號(hào)，選擇要訪問(wèn)的存儲(chǔ)單元，還要向上發(fā)地址信號(hào)，選擇要訪問(wèn)的存儲(chǔ)單元，還要向存儲(chǔ)器發(fā)出存儲(chǔ)器發(fā)出讀讀/寫控制信號(hào)寫控制信號(hào)，最后在，最后在數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線上進(jìn)上進(jìn)行信息交換。行信息交換。因此，存儲(chǔ)器與因此，存儲(chǔ)器與CPU的連接實(shí)際上就是存儲(chǔ)器的連接實(shí)際上就是存儲(chǔ)器與三總線中相關(guān)信號(hào)線的連接。與三總線中相關(guān)信號(hào)線的連接。第第5章章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器1存儲(chǔ)器與控制總線的連接存儲(chǔ)器與控制總線的連接在控制總線中，與存儲(chǔ)器相連的信號(hào)線為數(shù)不在控制總線中，與存儲(chǔ)器相連的信號(hào)線為數(shù)不多，如多，如8086 CPU最小方式下的最小方式下的M/IO (8088為為IO/M)、RD和和WR,最大方式下的最大方式下的MRD

37、C、MWTC、IORC和和IOWC等，連接也非常簡(jiǎn)單，有時(shí)這些控制線等，連接也非常簡(jiǎn)單，有時(shí)這些控制線(如如M/IO)也與地址線一同參與地址譯碼，生成片也與地址線一同參與地址譯碼，生成片選信號(hào)。選信號(hào)。 第第5章章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器2存儲(chǔ)器與數(shù)據(jù)總線的連接存儲(chǔ)器與數(shù)據(jù)總線的連接對(duì)于不同型號(hào)的對(duì)于不同型號(hào)的CPU，數(shù)據(jù)總線的數(shù)目不一定相同，數(shù)據(jù)總線的數(shù)目不一定相同，連接時(shí)要特別注意。連接時(shí)要特別注意。8086 CPU的數(shù)據(jù)總線有的數(shù)據(jù)總線有16根根,其中高其中高8位數(shù)據(jù)線位數(shù)據(jù)線D15 D8接存儲(chǔ)器的高位體接存儲(chǔ)器的高位體(奇地址體奇地址體)，低，低8位數(shù)據(jù)線位數(shù)據(jù)線D7 D0接存儲(chǔ)接存儲(chǔ)器的低位體

38、器的低位體(偶地址體偶地址體)，根據(jù)，根據(jù)(選擇奇地址體選擇奇地址體)和和A0(選擇偶選擇偶地址體地址體)的不同狀態(tài)組合決定對(duì)存儲(chǔ)器做字操作還是字節(jié)的不同狀態(tài)組合決定對(duì)存儲(chǔ)器做字操作還是字節(jié)操作。操作。8位機(jī)和位機(jī)和8088 CPU的數(shù)據(jù)總線有的數(shù)據(jù)總線有8根，根，存儲(chǔ)器為單一存存儲(chǔ)器為單一存儲(chǔ)體組織，沒(méi)有高低位體之分，故數(shù)據(jù)線連接較簡(jiǎn)單。儲(chǔ)體組織，沒(méi)有高低位體之分，故數(shù)據(jù)線連接較簡(jiǎn)單。 第第5章章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器3存儲(chǔ)器與地址總線的連接存儲(chǔ)器與地址總線的連接根據(jù)所選用的存儲(chǔ)器芯片地址線的多少，把根據(jù)所選用的存儲(chǔ)器芯片地址線的多少，把CPU的的地地址線分為芯片外（指存儲(chǔ)器芯片）地址和芯片內(nèi)地址。

39、址線分為芯片外（指存儲(chǔ)器芯片）地址和芯片內(nèi)地址。片外地址片外地址經(jīng)地址譯碼器譯碼后輸出，經(jīng)地址譯碼器譯碼后輸出，作為存儲(chǔ)器芯片作為存儲(chǔ)器芯片的片選信號(hào)的片選信號(hào)，用來(lái)選中，用來(lái)選中CPU所要訪問(wèn)的存儲(chǔ)器芯片。片選所要訪問(wèn)的存儲(chǔ)器芯片。片選信號(hào)通常要信號(hào)通常要由由CPU高位地址總線經(jīng)譯碼電路生成高位地址總線經(jīng)譯碼電路生成。 片內(nèi)地址片內(nèi)地址線線直接接到所要訪問(wèn)的存儲(chǔ)器芯片的地址引直接接到所要訪問(wèn)的存儲(chǔ)器芯片的地址引腳，腳，用來(lái)直接選中該芯片中的一個(gè)存儲(chǔ)單元。用來(lái)直接選中該芯片中的一個(gè)存儲(chǔ)單元。第第5章章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器5.4.4 存儲(chǔ)器地址空間的分配方法存儲(chǔ)器地址空間的分配方法8086/8088

40、CPU有有20根地址線，那么可以尋找根地址線，那么可以尋找220（1M）個(gè)地址空間個(gè)地址空間，分為，分為16個(gè)邏輯段個(gè)邏輯段,每段容量為每段容量為64KB，需，需16條條地址線。我們所設(shè)計(jì)的存儲(chǔ)器的地址空間處于地址線。我們所設(shè)計(jì)的存儲(chǔ)器的地址空間處于8086/8088 CPU可尋址空間的確切地址范圍與可尋址空間的確切地址范圍與CPU與存儲(chǔ)器的連接與存儲(chǔ)器的連接方式有關(guān)，采用不同的連接方式就為存儲(chǔ)器分配了不同的方式有關(guān)，采用不同的連接方式就為存儲(chǔ)器分配了不同的地址空間。地址空間。連接方式連接方式有存儲(chǔ)器有存儲(chǔ)器地址線的連接和片選線的連接。地址線的連接和片選線的連接。存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器片選信號(hào)片選信號(hào)C

41、S (CE) 的產(chǎn)生一般有兩種方法：的產(chǎn)生一般有兩種方法：線選法線選法和和譯碼法譯碼法。 第第5章章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器1線選法線選法所謂所謂線選法就是任取一根存儲(chǔ)器內(nèi)部尋址線以外的高線選法就是任取一根存儲(chǔ)器內(nèi)部尋址線以外的高位地址線為片選線。位地址線為片選線。線選法的優(yōu)點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單，不需要其他外圍器件，體線選法的優(yōu)點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單，不需要其他外圍器件，體積小，成本低。線選法片選信號(hào)的產(chǎn)生不需要地址譯碼器，積小，成本低。線選法片選信號(hào)的產(chǎn)生不需要地址譯碼器，只用高位地址線與只用高位地址線與M/進(jìn)行簡(jiǎn)單邏輯組合就可以產(chǎn)生有效進(jìn)行簡(jiǎn)單邏輯組合就可以產(chǎn)生有效的片選信號(hào)。的片選信號(hào)。例例5.1 假設(shè)某一計(jì)算機(jī)系

42、統(tǒng)，共有假設(shè)某一計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，共有16條地址線，需要條地址線，需要外接外接1KB的的RAM和和1KB的的ROM，要求，要求ROM的地址范圍的地址范圍為為0000H03FFH、RAM的地址范圍為的地址范圍為0400H07FFH。第第5章章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器A A1010M/IO&CE1KB RAMCE1KB ROM采用采用A10作為片選信號(hào)，作為片選信號(hào)，A10為為0時(shí)選中時(shí)選中ROM芯片，芯片，A10為為1時(shí)選中時(shí)選中RAM芯片，這樣：芯片，這樣：ROM芯片的地址范圍還是芯片的地址范圍還是0000H03FFH，RAM芯片的地址范圍就是芯片的地址范圍就是0400H07FFH，符合要求。，符合要

43、求。 第第5章章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器2譯碼法譯碼法線選法的缺點(diǎn)是存儲(chǔ)器的地址空間不連續(xù)，不能充分線選法的缺點(diǎn)是存儲(chǔ)器的地址空間不連續(xù)，不能充分利用存儲(chǔ)空間，每一個(gè)存儲(chǔ)單元的地址不唯一，這會(huì)給程利用存儲(chǔ)空間，每一個(gè)存儲(chǔ)單元的地址不唯一，這會(huì)給程序設(shè)計(jì)帶來(lái)一些不方便。所以線選法一般只用于序設(shè)計(jì)帶來(lái)一些不方便。所以線選法一般只用于1或或2片存片存儲(chǔ)芯片的系統(tǒng)中，復(fù)雜系統(tǒng)一般采用譯碼法實(shí)現(xiàn)。儲(chǔ)芯片的系統(tǒng)中，復(fù)雜系統(tǒng)一般采用譯碼法實(shí)現(xiàn)。 所謂所謂譯碼法譯碼法就是取全部或部分存儲(chǔ)器內(nèi)部尋址線以外就是取全部或部分存儲(chǔ)器內(nèi)部尋址線以外的的高位地址線，通過(guò)地址譯碼器產(chǎn)生片選信號(hào)，高位地址線，通過(guò)地址譯碼器產(chǎn)生片選信號(hào)

44、，如果取全如果取全部高位地址進(jìn)行地址譯碼稱為全譯碼法，如果取部分高位部高位地址進(jìn)行地址譯碼稱為全譯碼法，如果取部分高位地址進(jìn)行譯碼稱為部分譯碼法。地址進(jìn)行譯碼稱為部分譯碼法。第第5章章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器地址譯碼法必須采用地址譯碼法必須采用地址譯碼器地址譯碼器。常用的譯碼器有常用的譯碼器有74LS138、74LS139、74LS154等。等。以以74LS138為例介紹地址譯碼器的使用和譯碼法片選為例介紹地址譯碼器的使用和譯碼法片選信號(hào)的實(shí)現(xiàn)。信號(hào)的實(shí)現(xiàn)。 選擇輸入端：選擇輸入端：A、B、C使能端：使能端：G1、G2B、G2A 輸出端：輸出端：Y0、 Y1 、 Y2 、 Y3 、 Y4 、 Y5、 Y

45、6 、 Y7功能：使能端有效時(shí)，由選擇輸入端確定輸哪個(gè)輸出功能：使能端有效時(shí)，由選擇輸入端確定輸哪個(gè)輸出端輸出有效（低電平）。端輸出有效（低電平）。第第5章章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器l 三三八譯碼器八譯碼器 74LS138 u 三個(gè)輸入端三個(gè)輸入端: C、B和和Au 對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)23 八個(gè)輸出信號(hào)八個(gè)輸出信號(hào): Y0 YIY7 , 低電平有效低電平有效u 三個(gè)控制端三個(gè)控制端: G1 G2A G2B 當(dāng)當(dāng)G1=1 G2A=0 G2B=0時(shí)時(shí): 對(duì)輸入代碼進(jìn)行譯碼對(duì)輸入代碼進(jìn)行譯碼. 否則，不允進(jìn)行譯碼，否則，不允進(jìn)行譯碼， 8個(gè)輸出端都為個(gè)輸出端都為“1”。第第5章章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器YYYY表表5-4 74L

46、S138的功能表的功能表第第5章章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器例例5.2 假設(shè)某一計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，共有假設(shè)某一計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，共有20條地址線，如圖條地址線，如圖所示，系統(tǒng)中所示，系統(tǒng)中 4片片4K 存儲(chǔ)器芯片的片選用譯碼法實(shí)現(xiàn)，存儲(chǔ)器芯片的片選用譯碼法實(shí)現(xiàn)，列出各存儲(chǔ)器芯片的地址分配。列出各存儲(chǔ)器芯片的地址分配。第第5章章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器表表5-5 譯碼法實(shí)現(xiàn)片選的地址分配表譯碼法實(shí)現(xiàn)片選的地址分配表二 進(jìn) 制 表 示十六進(jìn)制表示A19A18A17A16A15A14A13A12A11 A0A19 A0存儲(chǔ)器000010110B000H0BFFFH存儲(chǔ)器000010100A000H0AFFFH存儲(chǔ)器000010010

47、9000H09FFFH存儲(chǔ)器0000100008000H08FFFH第第5章章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器5.4.5 存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)舉例存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)舉例例例5.3 已知某已知某CPU有有16條地址線（條地址線（A15A0），），8條數(shù)條數(shù)據(jù)線（據(jù)線（D7D0）和讀寫控制線（）和讀寫控制線（RD、WR）。）。設(shè)計(jì)一個(gè)設(shè)計(jì)一個(gè)32K8b的的RAM存儲(chǔ)器子系統(tǒng)，計(jì)算各存儲(chǔ)存儲(chǔ)器子系統(tǒng)，計(jì)算各存儲(chǔ)器芯片的地址空間。器芯片的地址空間。 方法一、方法一、62256 SRAM芯片實(shí)現(xiàn)芯片實(shí)現(xiàn)（1）選擇芯片種類和數(shù)量）選擇芯片種類和數(shù)量62256 SRAM芯片容量為芯片容量為32K8b，與給定設(shè)計(jì)的，與給定設(shè)計(jì)的RAM存儲(chǔ)器子系

48、統(tǒng)相同，只需要存儲(chǔ)器子系統(tǒng)相同，只需要1片片62256芯片即可。芯片即可。第第5章章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器（2）確定芯片用的）確定芯片用的地址線地址線由于由于62256內(nèi)有內(nèi)有32K（215）個(gè)存儲(chǔ)單元，所以其地址）個(gè)存儲(chǔ)單元，所以其地址線為線為15條條，與，與CPU的低的低15位地址線（位地址線（A14A0）連接。）連接。（3）確定）確定片選片選方法方法由于只采用由于只采用1片存儲(chǔ)器芯片，所以片選信號(hào)采用片存儲(chǔ)器芯片，所以片選信號(hào)采用線選線選法法實(shí)現(xiàn)，接線簡(jiǎn)單。片選信號(hào)由實(shí)現(xiàn)，接線簡(jiǎn)單。片選信號(hào)由CPU的高位地址（存儲(chǔ)器的高位地址（存儲(chǔ)器芯片不用的地址）提供。芯片不用的地址）提供。在本例中，已知在本

49、例中，已知CPU提供提供16條地址線，條地址線， 62256芯片占芯片占用了低用了低15位地址線（位地址線（A14A0），可選用），可選用A15作為片選線。作為片選線。 第第5章章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器（4）畫出邏輯原理圖）畫出邏輯原理圖 （5）計(jì)算存儲(chǔ)器芯片的地址空間）計(jì)算存儲(chǔ)器芯片的地址空間6225632K8bA15CEA14A0D7D0WEOEWRRD第第5章章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器方法二、方法二、6264 SRAM芯片實(shí)現(xiàn)芯片實(shí)現(xiàn)（1）選擇芯片種類和數(shù)量）選擇芯片種類和數(shù)量6264 SRAM芯片容量為芯片容量為8K8b，需要芯片的數(shù)量為，需要芯片的數(shù)量為4。（2）確定芯片用的地址線）確定芯片用的地址線

50、由于由于6264內(nèi)有內(nèi)有8K（213）個(gè)存儲(chǔ)單元，所以有）個(gè)存儲(chǔ)單元，所以有13根地根地址線，與址線，與CPU的的低低13位地址線（位地址線（A12A0）連接。連接。 （3）確定片選方法）確定片選方法由于采用由于采用4片存儲(chǔ)器芯片，所以片選信號(hào)采用片存儲(chǔ)器芯片，所以片選信號(hào)采用譯碼法譯碼法實(shí)現(xiàn)，選擇實(shí)現(xiàn)，選擇2-4譯碼器。譯碼器。 第第5章章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器（4）畫出邏輯原理圖）畫出邏輯原理圖 D7CSA0A13CS0D0CS6264（1）CSCSCS1CS2CS32-42-4譯碼器譯碼器A14A156264（2）6264（3）6264（4）WEOEWEOEWEOEWEOERDWR第第5章章 存

51、儲(chǔ)器存儲(chǔ)器（5）計(jì)算存儲(chǔ)器芯片的地址空間）計(jì)算存儲(chǔ)器芯片的地址空間表表5-6 5-6 圖圖5-175-17中存儲(chǔ)器占據(jù)的地址中存儲(chǔ)器占據(jù)的地址器件編號(hào)A15A14 A13CS0 CS1 CS2 CS3A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0占據(jù)地址存儲(chǔ)器（1）00 00 1 1 10000000000000 111111111111100001FFFH存儲(chǔ)器（2）00 11 0 1 10000000000000 111111111111120003FFFH存儲(chǔ)器（3）01 01 1 0 10000000000000 111111111111140005FFFH存儲(chǔ)器（4）01 11 1 1 00000000000000 111111111111160007FFFH第第5章章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器例例5.4 存儲(chǔ)器與存儲(chǔ)器與8088 CPU的連接，該存儲(chǔ)器：的連接，該存儲(chǔ)器：由由4片片2764 EPROM 芯片組成芯片組成 32KB 的的ROM區(qū)區(qū)， 4片片6264 SRAM 芯片組成芯片組成 32KB 的的RAM區(qū)區(qū)。設(shè)計(jì)該存儲(chǔ)器子系統(tǒng)，計(jì)算各存儲(chǔ)器芯片的地址空間。設(shè)計(jì)該存儲(chǔ)器子系統(tǒng)，計(jì)算各存儲(chǔ)器芯片的地址空間。設(shè)計(jì)存儲(chǔ)器子系統(tǒng)如圖設(shè)計(jì)存儲(chǔ)器子系統(tǒng)如圖5-20所示，所示，C