微機(jī)存儲(chǔ)器系統(tǒng)

1、微型計(jì)算機(jī)技術(shù)微型計(jì)算機(jī)技術(shù)l微機(jī)中存儲(chǔ)器的層次結(jié)構(gòu)微機(jī)中存儲(chǔ)器的層次結(jié)構(gòu)l半導(dǎo)體存儲(chǔ)器分類半導(dǎo)體存儲(chǔ)器分類l半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的主要性能指標(biāo)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的主要性能指標(biāo)l典型存儲(chǔ)器芯片和譯碼芯片典型存儲(chǔ)器芯片和譯碼芯片l存儲(chǔ)器芯片與存儲(chǔ)器芯片與CPU連接連接l存儲(chǔ)器空間的使用存儲(chǔ)器空間的使用微型計(jì)算機(jī)技術(shù)微型計(jì)算機(jī)技術(shù)教學(xué)目的和要求教學(xué)目的和要求l 掌握微型計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)器的基本概念、存儲(chǔ)器的系掌握微型計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)器的基本概念、存儲(chǔ)器的系統(tǒng)組成統(tǒng)組成l 掌握半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的分類和主要性能指標(biāo)掌握半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的分類和主要性能指標(biāo)l 掌握典型半導(dǎo)體存儲(chǔ)器芯片的特點(diǎn)和工作方式掌握典型半導(dǎo)體存儲(chǔ)器芯片的特點(diǎn)和工

2、作方式l 掌握掌握8086/8088與存儲(chǔ)器的連接原理與方法、存儲(chǔ)空與存儲(chǔ)器的連接原理與方法、存儲(chǔ)空間的使用和分配間的使用和分配 l 了解高速緩沖存儲(chǔ)器技術(shù)了解高速緩沖存儲(chǔ)器技術(shù)微型計(jì)算機(jī)技術(shù)微型計(jì)算機(jī)技術(shù)4.1 4.1 存儲(chǔ)器概述存儲(chǔ)器概述4.1.1 4.1.1 存儲(chǔ)器的基本概念存儲(chǔ)器的基本概念 存儲(chǔ)器由大量的記憶單元組成，記憶單元是一種存儲(chǔ)器由大量的記憶單元組成，記憶單元是一種具有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)的物理器件，可用來表示二進(jìn)具有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)的物理器件，可用來表示二進(jìn)制的制的0 0和和1 1，這種物理器件一般由半導(dǎo)體器件或磁，這種物理器件一般由半導(dǎo)體器件或磁性材料等構(gòu)成。性材料等構(gòu)成。微型計(jì)算機(jī)技

3、術(shù)微型計(jì)算機(jī)技術(shù)存儲(chǔ)器基本概念存儲(chǔ)器基本概念由若干個(gè)最基本的存儲(chǔ)單元組成，每個(gè)單元存儲(chǔ)一由若干個(gè)最基本的存儲(chǔ)單元組成，每個(gè)單元存儲(chǔ)一個(gè)字。個(gè)字。字長(zhǎng)有字長(zhǎng)有4 4位、位、8 8位、位、1616位以及位以及3232位等。位等。在微機(jī)中，存儲(chǔ)器按在微機(jī)中，存儲(chǔ)器按8 8位二進(jìn)制數(shù)（位二進(jìn)制數(shù)（1 1個(gè)字節(jié)）編址，個(gè)字節(jié)）編址，習(xí)慣上把一個(gè)地址所尋址的習(xí)慣上把一個(gè)地址所尋址的8 8位二進(jìn)制數(shù)稱為一個(gè)存位二進(jìn)制數(shù)稱為一個(gè)存儲(chǔ)單元。儲(chǔ)單元。存儲(chǔ)器容量一般都很大，內(nèi)存和外存，均以字節(jié)為存儲(chǔ)器容量一般都很大，內(nèi)存和外存，均以字節(jié)為單元，常用的有單元，常用的有2 21010字節(jié)字節(jié)=1KB=1KB，2 220

4、20字節(jié)字節(jié)=1024KB=1MB=1024KB=1MB，2 23030字節(jié)字節(jié)=1024MB=1GB=1024MB=1GB，2 24040字節(jié)字節(jié)=1024GB=1TB =1024GB=1TB 存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)空間與微機(jī)的地址線位數(shù)有關(guān)。存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)空間與微機(jī)的地址線位數(shù)有關(guān)。微型計(jì)算機(jī)技術(shù)微型計(jì)算機(jī)技術(shù)4.1.2 4.1.2 微機(jī)中存儲(chǔ)器的層次結(jié)構(gòu)微機(jī)中存儲(chǔ)器的層次結(jié)構(gòu)微型計(jì)算機(jī)技術(shù)微型計(jì)算機(jī)技術(shù)微機(jī)中存儲(chǔ)器的層次微機(jī)中存儲(chǔ)器的層次內(nèi)存（主存）內(nèi)存（主存） 內(nèi)存用于存放當(dāng)前計(jì)算機(jī)正在執(zhí)行或經(jīng)常要使用的內(nèi)存用于存放當(dāng)前計(jì)算機(jī)正在執(zhí)行或經(jīng)常要使用的程序或數(shù)據(jù)，程序或數(shù)據(jù)，CPUCPU可直接從內(nèi)存中

5、讀取指令并執(zhí)行，可直接從內(nèi)存中讀取指令并執(zhí)行，還可直接從內(nèi)存中存取數(shù)據(jù)。還可直接從內(nèi)存中存取數(shù)據(jù)。 通常直接與系統(tǒng)總線相連。通常直接與系統(tǒng)總線相連。 內(nèi)存也稱半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，一般由快速的半導(dǎo)體存儲(chǔ)內(nèi)存也稱半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，一般由快速的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件構(gòu)成，它與器件構(gòu)成，它與CPUCPU交換數(shù)據(jù)的速度很快。交換數(shù)據(jù)的速度很快。 在共享存儲(chǔ)器的多處理機(jī)系統(tǒng)中，內(nèi)存中數(shù)據(jù)可以在共享存儲(chǔ)器的多處理機(jī)系統(tǒng)中，內(nèi)存中數(shù)據(jù)可以共享，并可實(shí)現(xiàn)多處理機(jī)間的通信。共享，并可實(shí)現(xiàn)多處理機(jī)間的通信。微型計(jì)算機(jī)技術(shù)微型計(jì)算機(jī)技術(shù)微機(jī)中存儲(chǔ)器的層次微機(jī)中存儲(chǔ)器的層次外存外存 一般是由磁性材料以及運(yùn)用激光技術(shù)等實(shí)現(xiàn)的存儲(chǔ)一般是由磁

6、性材料以及運(yùn)用激光技術(shù)等實(shí)現(xiàn)的存儲(chǔ)器，分為硬磁盤、軟磁盤、光盤等。器，分為硬磁盤、軟磁盤、光盤等。 通常是通過總線接口電路與系統(tǒng)總線相連。通常是通過總線接口電路與系統(tǒng)總線相連。 外存容量很大，外存容量很大，掉電信息不丟失，掉電信息不丟失，但存取速度慢，但存取速度慢，通常使用通常使用DMADMA技術(shù)和技術(shù)和IOPIOP技術(shù)來實(shí)現(xiàn)內(nèi)存與外存之間技術(shù)來實(shí)現(xiàn)內(nèi)存與外存之間的數(shù)據(jù)直接傳送。的數(shù)據(jù)直接傳送。微型計(jì)算機(jī)技術(shù)微型計(jì)算機(jī)技術(shù)微機(jī)中存儲(chǔ)器的層次微機(jī)中存儲(chǔ)器的層次高速緩沖存儲(chǔ)器高速緩沖存儲(chǔ)器CacheCache 簡(jiǎn)稱緩存，是位于簡(jiǎn)稱緩存，是位于CPUCPU與主存間的一種容量較小但速與主存間的一種容量

7、較小但速度很高的存儲(chǔ)器。度很高的存儲(chǔ)器。 緩存主要是為了解決緩存主要是為了解決CPUCPU運(yùn)算速度與內(nèi)存讀寫速度不運(yùn)算速度與內(nèi)存讀寫速度不匹配的矛盾。匹配的矛盾。 在在CPUCPU中加入緩存是一種高效的解決方案，這樣整個(gè)中加入緩存是一種高效的解決方案，這樣整個(gè)內(nèi)存儲(chǔ)器（緩存內(nèi)存儲(chǔ)器（緩存+ +內(nèi)存）就變成了既有緩存的高速度，內(nèi)存）就變成了既有緩存的高速度，又有內(nèi)存的大容量的存儲(chǔ)系統(tǒng)了。又有內(nèi)存的大容量的存儲(chǔ)系統(tǒng)了。微型計(jì)算機(jī)技術(shù)微型計(jì)算機(jī)技術(shù)4.2 4.2 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器4.2.1 4.2.1 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器分類分類p 按器件分類按器件分類雙極型雙極型TTLTTL速度較快、

8、集成度低、功耗大、成本高速度較快、集成度低、功耗大、成本高金屬氧化物型金屬氧化物型MOSMOS現(xiàn)大量使用現(xiàn)大量使用CMOSCMOS存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)速度可達(dá)幾存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)速度可達(dá)幾nsns特點(diǎn)：集成度高特點(diǎn)：集成度高( (單片可達(dá)單片可達(dá)1Gb)1Gb)、功耗小、成本低、功耗小、成本低電荷耦合器電荷耦合器速度快、但成本較高速度快、但成本較高微型計(jì)算機(jī)技術(shù)微型計(jì)算機(jī)技術(shù)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器分類分類p 按存取方式分類按存取方式分類隨機(jī)存取存儲(chǔ)器隨機(jī)存取存儲(chǔ)器RAMRAMSRAMSRAM（Static RAMStatic RAM，靜態(tài)，靜態(tài)RAM RAM ）：速度快。）：速度快。DRAMDRAM（Dy

9、namic RAMDynamic RAM，動(dòng)態(tài)，動(dòng)態(tài)RAM)RAM)：速度較慢，需：速度較慢，需定時(shí)刷新。定時(shí)刷新。只讀存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器ROMROM工作時(shí)只能讀（用特殊方法寫入）工作時(shí)只能讀（用特殊方法寫入）掉電信息不丟失掉電信息不丟失可作為主存儲(chǔ)器存放系統(tǒng)軟件和數(shù)據(jù)等可作為主存儲(chǔ)器存放系統(tǒng)軟件和數(shù)據(jù)等微型計(jì)算機(jī)技術(shù)微型計(jì)算機(jī)技術(shù)只讀存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器ROMROM 掩膜掩膜ROM：信息制作在芯片中，不可更改：信息制作在芯片中，不可更改 PROM：允許一次編程，此后不可更改：允許一次編程，此后不可更改 EPROM：用紫外光擦除，擦除后可編程；并允許用：用紫外光擦除，擦除后可編程；并允許用戶多次擦除

10、和編程戶多次擦除和編程 EEPROM（E2PROM）：采用加電方法在線進(jìn)行擦）：采用加電方法在線進(jìn)行擦除和編程，也可多次擦寫除和編程，也可多次擦寫 Flash Memory（閃存）：能夠快速擦寫的（閃存）：能夠快速擦寫的EEPROM微型計(jì)算機(jī)技術(shù)微型計(jì)算機(jī)技術(shù)4.2.2 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的主要性能指標(biāo)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的主要性能指標(biāo)l 存儲(chǔ)容量：存儲(chǔ)容量：微機(jī)存儲(chǔ)器的容量指存儲(chǔ)器所能容納的最大微機(jī)存儲(chǔ)器的容量指存儲(chǔ)器所能容納的最大字節(jié)數(shù)字節(jié)數(shù) 。l 存取周期：存取周期：指存儲(chǔ)器從接收到地址，到實(shí)現(xiàn)一次完整的指存儲(chǔ)器從接收到地址，到實(shí)現(xiàn)一次完整的讀出和寫入數(shù)據(jù)的時(shí)間，也稱為存取時(shí)間，是存儲(chǔ)器進(jìn)讀出和寫入數(shù)

11、據(jù)的時(shí)間，也稱為存取時(shí)間，是存儲(chǔ)器進(jìn)行連續(xù)讀和寫操作所允許的最短時(shí)間間隔。行連續(xù)讀和寫操作所允許的最短時(shí)間間隔。l 易失性：易失性：指存儲(chǔ)器的供電電源斷開后，存儲(chǔ)器中的內(nèi)容指存儲(chǔ)器的供電電源斷開后，存儲(chǔ)器中的內(nèi)容是否丟失。是否丟失。l 功功 耗：耗：半導(dǎo)體存儲(chǔ)器在額定工作電壓下，外部電源保半導(dǎo)體存儲(chǔ)器在額定工作電壓下，外部電源保證它正常工作的前提下所提供的最大電功率。證它正常工作的前提下所提供的最大電功率。l 可靠性：可靠性：指抵抗干擾，正確完成讀指抵抗干擾，正確完成讀/寫數(shù)據(jù)的性能。寫數(shù)據(jù)的性能。 微型計(jì)算機(jī)技術(shù)微型計(jì)算機(jī)技術(shù)4.2.3 存儲(chǔ)器中的地址譯碼存儲(chǔ)器中的地址譯碼l 存儲(chǔ)器芯片邏輯

12、圖存儲(chǔ)器芯片邏輯圖微型計(jì)算機(jī)技術(shù)微型計(jì)算機(jī)技術(shù)l存儲(chǔ)器芯片的結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)器芯片的結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)體存儲(chǔ)體存儲(chǔ)器芯片的主要部分，用來存儲(chǔ)信息存儲(chǔ)器芯片的主要部分，用來存儲(chǔ)信息 地址譯碼電路地址譯碼電路根據(jù)輸入的地址編碼來選中芯片內(nèi)某個(gè)特定的存儲(chǔ)根據(jù)輸入的地址編碼來選中芯片內(nèi)某個(gè)特定的存儲(chǔ)單元單元 片選和讀寫控制邏輯片選和讀寫控制邏輯選中存儲(chǔ)芯片，控制讀寫操作選中存儲(chǔ)芯片，控制讀寫操作微型計(jì)算機(jī)技術(shù)微型計(jì)算機(jī)技術(shù)存儲(chǔ)體存儲(chǔ)體 每個(gè)存儲(chǔ)單元具有一個(gè)唯一的地址，可存儲(chǔ)每個(gè)存儲(chǔ)單元具有一個(gè)唯一的地址，可存儲(chǔ)1位（位片結(jié)構(gòu)）或多位（字片結(jié)構(gòu)）二進(jìn)制數(shù)位（位片結(jié)構(gòu)）或多位（字片結(jié)構(gòu)）二進(jìn)制數(shù)據(jù)據(jù) 存儲(chǔ)容量與地址、數(shù)據(jù)線

13、個(gè)數(shù)有關(guān)：存儲(chǔ)容量與地址、數(shù)據(jù)線個(gè)數(shù)有關(guān)： 芯片的存儲(chǔ)容量芯片的存儲(chǔ)容量2MN存儲(chǔ)單元數(shù)存儲(chǔ)單元數(shù)存儲(chǔ)存儲(chǔ)單元的位數(shù)單元的位數(shù) M：芯片的地址線根數(shù)：芯片的地址線根數(shù) N：芯片的數(shù)據(jù)線根數(shù)：芯片的數(shù)據(jù)線根數(shù) 微型計(jì)算機(jī)技術(shù)微型計(jì)算機(jī)技術(shù)地址譯碼電路地址譯碼電路譯譯碼碼器器A5A4A3A2A1A06301存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)單元64個(gè)單元個(gè)單元行行譯譯碼碼A2A1A0710列譯碼列譯碼A5A4A301764個(gè)單元個(gè)單元單譯碼雙譯碼n單譯碼結(jié)構(gòu)單譯碼結(jié)構(gòu)n雙譯碼結(jié)構(gòu)雙譯碼結(jié)構(gòu)n雙譯碼可簡(jiǎn)化芯片設(shè)計(jì)雙譯碼可簡(jiǎn)化芯片設(shè)計(jì)n主要采用的譯碼結(jié)構(gòu)主要采用的譯碼結(jié)構(gòu)微型計(jì)算機(jī)技術(shù)微型計(jì)算機(jī)技術(shù)片選和讀寫控制邏輯片選和

14、讀寫控制邏輯n片選端片選端CS或或CEn有效時(shí)，可以對(duì)該芯片進(jìn)行讀寫操作有效時(shí)，可以對(duì)該芯片進(jìn)行讀寫操作n輸出輸出OE或或RDn控制讀操作。有效時(shí)，芯片內(nèi)數(shù)據(jù)輸出控制讀操作。有效時(shí)，芯片內(nèi)數(shù)據(jù)輸出n該控制端對(duì)應(yīng)系統(tǒng)的讀控制線該控制端對(duì)應(yīng)系統(tǒng)的讀控制線n寫寫WE或或WRn控制寫操作。有效時(shí)，數(shù)據(jù)進(jìn)入芯片中控制寫操作。有效時(shí)，數(shù)據(jù)進(jìn)入芯片中n該控制端對(duì)應(yīng)系統(tǒng)的寫控制線該控制端對(duì)應(yīng)系統(tǒng)的寫控制線微型計(jì)算機(jī)技術(shù)微型計(jì)算機(jī)技術(shù)存儲(chǔ)器芯片的工作方式存儲(chǔ)器芯片的工作方式操操 作作 1 X X 無操作無操作 0 0 1RAMCPU操作操作 0 1 0CPURAM操作操作 0 0 0非法非法 0 1 1無操作無

15、操作 CSRDWR微型計(jì)算機(jī)技術(shù)微型計(jì)算機(jī)技術(shù)4.2.4 典型存儲(chǔ)器芯片典型存儲(chǔ)器芯片n 靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器SRAMSRAM 靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器SRAM的基本存儲(chǔ)單元一般由的基本存儲(chǔ)單元一般由六管靜態(tài)存儲(chǔ)電路構(gòu)成，集成度較低，功耗較大，六管靜態(tài)存儲(chǔ)電路構(gòu)成，集成度較低，功耗較大，無需刷新電路，由于存取速度快，一般用作微機(jī)中無需刷新電路，由于存取速度快，一般用作微機(jī)中的高速緩沖存儲(chǔ)器的高速緩沖存儲(chǔ)器 。微型計(jì)算機(jī)技術(shù)微型計(jì)算機(jī)技術(shù)Intel 6264引腳圖引腳圖 NC A12 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 D0 D1 D2 GND VCC W

16、E CS2A8 A9 A11 OE A10 CS D7 D6 D5 D4 D3 1 28 2 27 3 26 4 25 5 24 6 23 7 22 8 21 9 20 10 19 11 18 12 17 13 16 14 15 1626462646264是一個(gè)是一個(gè)8K8K8bit8bitCMOSCMOS靜態(tài)靜態(tài)RAMRAM芯片，其引腳包含芯片，其引腳包含地址線地址線1313條，數(shù)據(jù)線條，數(shù)據(jù)線8 8條，條，2 2個(gè)片選端，個(gè)片選端，CS1=0CS1=0，CS2=1CS2=1才能選通芯片。一個(gè)寫允才能選通芯片。一個(gè)寫允許許WEWE端和一個(gè)輸出允許端和一個(gè)輸出允許OEOE端。該芯片功耗低，在未

17、端。該芯片功耗低，在未選中時(shí)僅選中時(shí)僅10w10w，工作時(shí)也，工作時(shí)也僅僅15mw15mw，很適合于用電池，很適合于用電池供電的供電的RAMRAM電路。電路。微型計(jì)算機(jī)技術(shù)微型計(jì)算機(jī)技術(shù)Intel 6264的工作方式的工作方式方式方式 操操 作作 0 0 0 非法非法 不允許不允許WE與與OE同時(shí)為低同時(shí)為低電平電平 0 1 0 讀出讀出 從從RAM中讀出數(shù)據(jù)中讀出數(shù)據(jù) 0 0 1 寫入寫入 將數(shù)據(jù)寫入將數(shù)據(jù)寫入RAM中中 0 1 1 選中選中 6264內(nèi)部?jī)?nèi)部I/O三態(tài)門均處于三態(tài)門均處于高阻高阻 1 未選中未選中 6264內(nèi)部?jī)?nèi)部I/O三態(tài)門均處于三態(tài)門均處于高阻高阻 1CSWEOE 微型

18、計(jì)算機(jī)技術(shù)微型計(jì)算機(jī)技術(shù)62256 32K8的的CMOS靜態(tài)靜態(tài)RAM1 12 23 34 45 56 67 78 89 91010111112121313141415151616171718181919202021212222232324242525262627272828A14A14A12A12A7A7A6A6A5A5A4A4A3A3A2A2A1A1A0A0D0D0D1D1D2D2GNDGNDD3D3D4D4D5D5D6D6D7D7CSCSA10A10OEOEA11A11A9A9A8A8A13A13WEWEVCCVCC6225662256引腳圖引腳圖A14A14A13A13A12A12A1

19、1A11A10A10A9A9A8A8A7A7A6A6A5A5A4A4A3A3A2A2A1A1A0A0OEOECSCSWEWED7D7D6D6D5D5D4D4D3D3D2D2D1D1D0D06225662256邏輯圖邏輯圖非法LLL高阻HHL輸入HLL輸出LHL高阻HD7D0OEWECS6225662256工作表工作表微型計(jì)算機(jī)技術(shù)微型計(jì)算機(jī)技術(shù) EPROM芯片芯片Intel 2764n 可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器EPROM內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖微型計(jì)算機(jī)技術(shù)微型計(jì)算機(jī)技術(shù)Intel 2764在在EPROMEPROM芯片的上方，有一圓形石英窗，從而允許紫芯片的上方，有一圓形石英窗，從而允許

20、紫外線穿過透明的圓形石英窗而照射到半導(dǎo)體芯片上，外線穿過透明的圓形石英窗而照射到半導(dǎo)體芯片上，將它放在紫外線光源下一般照射將它放在紫外線光源下一般照射1010分鐘左右，分鐘左右，EPROMEPROM中的內(nèi)容就被抹掉，即所有浮置柵中的內(nèi)容就被抹掉，即所有浮置柵MOSMOS管的漏源處于管的漏源處于斷開狀態(tài)，然后，才能對(duì)它進(jìn)行編程輸入斷開狀態(tài)，然后，才能對(duì)它進(jìn)行編程輸入 。27642764是是2828腳雙列直插式封裝，內(nèi)部采用雙譯碼方式，腳雙列直插式封裝，內(nèi)部采用雙譯碼方式，用于尋址用于尋址8KB8KB存儲(chǔ)單元，并有輸出緩沖器。其中存儲(chǔ)單元，并有輸出緩沖器。其中A A1212A A0 0是地址線，是

21、地址線， O O7 7O O0 0是是8 8根數(shù)據(jù)線。根數(shù)據(jù)線。CECE是片選，是片選，OEOE是輸出允許信號(hào)，低電平有效。是輸出允許信號(hào)，低電平有效。微型計(jì)算機(jī)技術(shù)微型計(jì)算機(jī)技術(shù)2727256256 32K32K8 EPROM8 EPROM1 12 23 34 45 56 67 78 89 91010111112121313141415151616171718181919202021212222232324242525262627272828VppVppA12A12A7A7A6A6A5A5A4A4A3A3A2A2A1A1A0A0D0D0D1D1D2D2GNDGNDD3D3D4D4D5D5D6

22、D6D7D7CECEA10A10OEOEA11A11A9A9A8A8A13A13A14A14VCCVCC2725627256引腳圖引腳圖A14A14A13A13A12A12A11A11A10A10A9A9A8A8A7A7A6A6A5A5A4A4A3A3A2A2A1A1A0A0CECEOEOED7D7D6D6D5D5D4D4D3D3D2D2D1D1D0D02725627256邏輯圖邏輯圖微型計(jì)算機(jī)技術(shù)微型計(jì)算機(jī)技術(shù)n閃爍存儲(chǔ)器（閃爍存儲(chǔ)器（Flash Memory）閃爍存儲(chǔ)器也稱快速擦寫存儲(chǔ)器。實(shí)際上閃爍存儲(chǔ)器閃爍存儲(chǔ)器也稱快速擦寫存儲(chǔ)器。實(shí)際上閃爍存儲(chǔ)器屬于屬于EEPROM類型，又稱類型，又稱

23、Flash ROM，性能優(yōu)于普，性能優(yōu)于普通通EEPROM。它是。它是Intel公司率先推出的存儲(chǔ)器。公司率先推出的存儲(chǔ)器。在在Pentium機(jī)主板上，用機(jī)主板上，用128KB或或256KB的的Flash ROM存放存放BIOS，取代了，取代了EPROM和和EEPROM。因此。因此現(xiàn)在稱現(xiàn)在稱BIOS為為Flash BIOS。 特點(diǎn)特點(diǎn) 使內(nèi)部存儲(chǔ)信息在不加電的情況下保持使內(nèi)部存儲(chǔ)信息在不加電的情況下保持1010年左右。年左右。 可用較快的速度將信息擦除以后重寫，反復(fù)擦寫達(dá)幾十萬次。可用較快的速度將信息擦除以后重寫，反復(fù)擦寫達(dá)幾十萬次。 可以實(shí)現(xiàn)分塊擦除和重寫，也可以按字節(jié)擦除與重寫?？梢詫?shí)現(xiàn)

24、分塊擦除和重寫，也可以按字節(jié)擦除與重寫。 具有非易失性，可靠性能好，速度快及容量大等許多優(yōu)點(diǎn)。具有非易失性，可靠性能好，速度快及容量大等許多優(yōu)點(diǎn)。微型計(jì)算機(jī)技術(shù)微型計(jì)算機(jī)技術(shù)4.2.5 典型譯碼芯片典型譯碼芯片l 74LS138 74LS138 3-83-8譯碼器譯碼器 片選信號(hào)：片選信號(hào)：G1 G2A G2B=100 C、B、A譯碼，譯碼，Y0到到Y(jié)7低電平有效低電平有效1 12 23 34 45 56 67 78 89 91010111112121313141415151616A AB BC CG2AG2AG2BG2BG1G1Y7Y7GNDGNDY6Y6Y5Y5Y4Y4Y3Y3Y2Y2Y1

25、Y1Y0Y0VCCVCC74LS13874LS138引腳圖引腳圖Y0Y0Y1Y1Y2Y2Y3Y3Y4Y4Y5Y5Y6Y6Y7Y7G1G1G2AG2AG2BG2BC CB BA A74LS13874LS138邏輯圖邏輯圖微型計(jì)算機(jī)技術(shù)微型計(jì)算機(jī)技術(shù)74LS138譯碼器真值表譯碼器真值表輸 入 輸 出C B A Y7 Y6 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1 Y000001111 00110011 01010101 11111110 11111101 1111101111110111 11101111 11011111 10111111 01111111 微型計(jì)算機(jī)技術(shù)微型計(jì)算機(jī)技術(shù)4.2.6 微機(jī)中的

26、微機(jī)中的內(nèi)存條內(nèi)存條計(jì)算機(jī)中的內(nèi)存多以計(jì)算機(jī)中的內(nèi)存多以DRAM為主，把內(nèi)存芯片集為主，把內(nèi)存芯片集成在一小條印刷電路板上，稱為內(nèi)存條。成在一小條印刷電路板上，稱為內(nèi)存條。內(nèi)存插槽：主板上用于插入和固定內(nèi)存條的插槽。內(nèi)存插槽：主板上用于插入和固定內(nèi)存條的插槽。金手指：內(nèi)存條上與內(nèi)存插槽之間的連接部件，金手指：內(nèi)存條上與內(nèi)存插槽之間的連接部件，所有的信號(hào)都是通過金手指進(jìn)行傳送的。所有的信號(hào)都是通過金手指進(jìn)行傳送的。金手指金手指內(nèi)存插槽內(nèi)存插槽微型計(jì)算機(jī)技術(shù)微型計(jì)算機(jī)技術(shù)主板上的內(nèi)存插槽主板上的內(nèi)存插槽內(nèi)存插槽用于插入內(nèi)存條，內(nèi)存插槽用于插入內(nèi)存條，主主板所支持的內(nèi)存的種類和容量板所支持的內(nèi)存的種

27、類和容量由內(nèi)存插槽決定。由內(nèi)存插槽決定。 168針針SDRAM SIMM插槽插槽184針針DDR DIMM插槽插槽 240針針DDR2 DIMM插槽插槽微型計(jì)算機(jī)技術(shù)微型計(jì)算機(jī)技術(shù)4.34.3微型計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)器的系統(tǒng)組成微型計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)器的系統(tǒng)組成n這是本章的重點(diǎn)內(nèi)容這是本章的重點(diǎn)內(nèi)容nSRAM、EPROM與與CPU的連接的連接n譯碼方法同樣適合譯碼方法同樣適合I/O端口端口微型計(jì)算機(jī)技術(shù)微型計(jì)算機(jī)技術(shù)4.3.1 存儲(chǔ)器芯片與存儲(chǔ)器芯片與CPU連接連接存儲(chǔ)芯片的數(shù)據(jù)線存儲(chǔ)芯片的數(shù)據(jù)線 存儲(chǔ)芯片的地址線存儲(chǔ)芯片的地址線 存儲(chǔ)芯片的片選端存儲(chǔ)芯片的片選端 存儲(chǔ)芯片的讀寫控制線存儲(chǔ)芯片的讀寫控制線微

28、型計(jì)算機(jī)技術(shù)微型計(jì)算機(jī)技術(shù)存儲(chǔ)芯片數(shù)據(jù)線的處理存儲(chǔ)芯片數(shù)據(jù)線的處理若芯片的數(shù)據(jù)線正好若芯片的數(shù)據(jù)線正好8根：根： 一次可從芯片中訪問到一次可從芯片中訪問到8位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù) 全部數(shù)據(jù)線與系統(tǒng)的全部數(shù)據(jù)線與系統(tǒng)的8位數(shù)據(jù)總線相連位數(shù)據(jù)總線相連若芯片的數(shù)據(jù)線不足若芯片的數(shù)據(jù)線不足8根：根： 一次不能從一個(gè)芯片中訪問到一次不能從一個(gè)芯片中訪問到8位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù) 利用多個(gè)芯片擴(kuò)充數(shù)據(jù)位利用多個(gè)芯片擴(kuò)充數(shù)據(jù)位簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱“位擴(kuò)充位擴(kuò)充”微型計(jì)算機(jī)技術(shù)微型計(jì)算機(jī)技術(shù)位擴(kuò)充位擴(kuò)充2114（1）A9A0I/O4I/O1片選片選D3D0D7D4A9A02114（2）A9A0I/O4I/O1CECEn多個(gè)位擴(kuò)充的存儲(chǔ)芯片的

29、數(shù)據(jù)線多個(gè)位擴(kuò)充的存儲(chǔ)芯片的數(shù)據(jù)線連接于系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線的不同位數(shù)連接于系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線的不同位數(shù)n其它連接都一樣其它連接都一樣n這些芯片應(yīng)被看作是一個(gè)整體這些芯片應(yīng)被看作是一個(gè)整體微型計(jì)算機(jī)技術(shù)微型計(jì)算機(jī)技術(shù)存儲(chǔ)芯片地址線的連接存儲(chǔ)芯片地址線的連接芯片的地址線通常應(yīng)全部與系統(tǒng)的低位地址總線相芯片的地址線通常應(yīng)全部與系統(tǒng)的低位地址總線相連連尋址時(shí)，這部分地址的譯碼是在存儲(chǔ)芯片內(nèi)完成的，尋址時(shí)，這部分地址的譯碼是在存儲(chǔ)芯片內(nèi)完成的，稱為稱為“片內(nèi)譯碼片內(nèi)譯碼”000H001H002H3FDH3FEH3FFH全全0全全1000000010010110111101111范圍（范圍（16進(jìn)制）進(jìn)制）A9A0微

30、型計(jì)算機(jī)技術(shù)微型計(jì)算機(jī)技術(shù)存儲(chǔ)芯片片選端的譯碼存儲(chǔ)芯片片選端的譯碼由于存儲(chǔ)器芯片的容量是有限的，微機(jī)中存儲(chǔ)由于存儲(chǔ)器芯片的容量是有限的，微機(jī)中存儲(chǔ)器的總?cè)萘恳话氵h(yuǎn)大于單個(gè)存儲(chǔ)器芯片的容量，器的總?cè)萘恳话氵h(yuǎn)大于單個(gè)存儲(chǔ)器芯片的容量，因此，存儲(chǔ)器往往由多片存儲(chǔ)器芯片組成。因此，存儲(chǔ)器往往由多片存儲(chǔ)器芯片組成。在在CPU與存儲(chǔ)器芯片之間必須設(shè)有片選擇譯與存儲(chǔ)器芯片之間必須設(shè)有片選擇譯碼電路，一般由碼電路，一般由CPU的高位地址譯碼產(chǎn)生片的高位地址譯碼產(chǎn)生片選，而低位地址送給存儲(chǔ)器芯片的地址輸入端，選，而低位地址送給存儲(chǔ)器芯片的地址輸入端，以提供存儲(chǔ)芯片內(nèi)部的行、列地址以提供存儲(chǔ)芯片內(nèi)部的行、列地址

31、。微型計(jì)算機(jī)技術(shù)微型計(jì)算機(jī)技術(shù)存儲(chǔ)芯片片選端的譯碼存儲(chǔ)芯片片選端的譯碼存儲(chǔ)系統(tǒng)常需利用多個(gè)存儲(chǔ)芯片擴(kuò)充容量，也存儲(chǔ)系統(tǒng)常需利用多個(gè)存儲(chǔ)芯片擴(kuò)充容量，也就是擴(kuò)充了存儲(chǔ)器地址范圍就是擴(kuò)充了存儲(chǔ)器地址范圍進(jìn)行進(jìn)行“地址擴(kuò)充地址擴(kuò)充”，需要利用存儲(chǔ)芯片的片選，需要利用存儲(chǔ)芯片的片選端對(duì)多個(gè)存儲(chǔ)芯片（組）進(jìn)行尋址端對(duì)多個(gè)存儲(chǔ)芯片（組）進(jìn)行尋址這個(gè)尋址方法，主要通過將存儲(chǔ)芯片的片選端這個(gè)尋址方法，主要通過將存儲(chǔ)芯片的片選端與系統(tǒng)的高位地址線相連來實(shí)現(xiàn)與系統(tǒng)的高位地址線相連來實(shí)現(xiàn)這種擴(kuò)充簡(jiǎn)稱為這種擴(kuò)充簡(jiǎn)稱為“地址擴(kuò)充地址擴(kuò)充”或或“字?jǐn)U充字?jǐn)U充”微型計(jì)算機(jī)技術(shù)微型計(jì)算機(jī)技術(shù)地址擴(kuò)充（字?jǐn)U充）片選端片選端D7

32、D0A19A10A9A0（2）A9A0D7D0CE（1）A9A0D7D0CE譯碼器00000000010000000000微型計(jì)算機(jī)技術(shù)微型計(jì)算機(jī)技術(shù)4.3.2 8086微機(jī)存儲(chǔ)器系統(tǒng)微機(jī)存儲(chǔ)器系統(tǒng)l 8086存儲(chǔ)器空間存儲(chǔ)器空間8086系統(tǒng)有系統(tǒng)有20根地址線，根地址線，16根數(shù)據(jù)線，尋址空間為根數(shù)據(jù)線，尋址空間為1MB8086CPU的存儲(chǔ)器組織采用的存儲(chǔ)器組織采用2體結(jié)構(gòu)，把體結(jié)構(gòu)，把1MB存儲(chǔ)器分為存儲(chǔ)器分為2個(gè)個(gè)512KB的存儲(chǔ)體，即分為偶地址體與奇地址體（簡(jiǎn)稱的存儲(chǔ)體，即分為偶地址體與奇地址體（簡(jiǎn)稱偶體和奇體）各偶體和奇體）各512KB，僅當(dāng)，僅當(dāng)A0=0時(shí)，訪問偶體中一個(gè)時(shí)，訪問偶

33、體中一個(gè)字節(jié)；僅當(dāng)字節(jié)；僅當(dāng)BHE=0時(shí)，訪問奇體中一個(gè)字節(jié)，時(shí)，訪問奇體中一個(gè)字節(jié)，當(dāng)二者均為當(dāng)二者均為0時(shí)，訪問偶地址起始的一個(gè)字。時(shí)，訪問偶地址起始的一個(gè)字。偶地址數(shù)據(jù)偶地址數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)線低由數(shù)據(jù)線低8位傳送位傳送奇地址數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)線高奇地址數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)線高8位傳送位傳送奇奇、偶地址數(shù)據(jù)存取分別由偶地址數(shù)據(jù)存取分別由BHE和和A0控制控制(見下表見下表) 微型計(jì)算機(jī)技術(shù)微型計(jì)算機(jī)技術(shù)8086存儲(chǔ)器空間存儲(chǔ)器空間BHEA0操作所用總線00從偶地址讀/寫一個(gè)字D15D010從偶地址讀/寫一個(gè)字節(jié)D7D001從奇地址讀/寫一個(gè)字節(jié)D15D8從奇地址讀/寫一個(gè)字01讀/寫低字節(jié)D15D810讀/寫高字

34、節(jié)D7D0MEMRMEMWM/IORDWR存儲(chǔ)器讀命令存儲(chǔ)器讀命令存儲(chǔ)器寫命令存儲(chǔ)器寫命令存儲(chǔ)器連接的控制信號(hào)存儲(chǔ)器連接的控制信號(hào)微型計(jì)算機(jī)技術(shù)微型計(jì)算機(jī)技術(shù)l8086系統(tǒng)存儲(chǔ)器連接舉例系統(tǒng)存儲(chǔ)器連接舉例例：例：由由2 2片片6225662256（3232K K8 RAM8 RAM）組成）組成6464K K8 RAM8 RAM的的80868086微機(jī)存儲(chǔ)器系統(tǒng)，試給出硬件電路微機(jī)存儲(chǔ)器系統(tǒng)，試給出硬件電路連接圖。連接圖。（1 1）控制奇偶控制奇偶片的片的寫寫使能使能 WEWE地址信號(hào)地址信號(hào)A0A0A19A19和和BHEBHE是是8086 8086 CPUCPU經(jīng)經(jīng)鎖存器鎖存器82828282

35、或或7474LSLS373373鎖存后產(chǎn)生的信號(hào)鎖存后產(chǎn)生的信號(hào)數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線D0D0D15D15是是8086 8086 CPUCPU的的AD0AD0AD15AD15經(jīng)經(jīng)82868286或或7474LS245LS245緩沖后產(chǎn)生的信號(hào)緩沖后產(chǎn)生的信號(hào)MEMRMEMR和和MEMWMEMW在最小模式下由在最小模式下由8086 8086 CPUCPU的的M/IOM/IO和和RDRD、WRWR信號(hào)產(chǎn)生，在最大模式下由信號(hào)產(chǎn)生，在最大模式下由82888288產(chǎn)生。產(chǎn)生。微型計(jì)算機(jī)技術(shù)微型計(jì)算機(jī)技術(shù)8086系統(tǒng)存儲(chǔ)器連接舉例系統(tǒng)存儲(chǔ)器連接舉例IC0IC0為偶地址存儲(chǔ)器，其數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)總線低為偶地址存儲(chǔ)器，

36、其數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)總線低8 8位傳送。位傳送。IC1IC1為奇地址存儲(chǔ)器，其數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)總線高為奇地址存儲(chǔ)器，其數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)總線高8 8位傳送。由位傳送。由A0A0和和BHEBHE控制控制寫信號(hào)實(shí)現(xiàn)奇偶地址寫操作。寫信號(hào)實(shí)現(xiàn)奇偶地址寫操作。A16A16A19A19由由7474LS138LS138譯碼選中存儲(chǔ)器譯碼選中存儲(chǔ)器三種情況三種情況mov 2000h,mov 2000h, alal ；從偶地址開始寫一個(gè)字節(jié)；從偶地址開始寫一個(gè)字節(jié)mov 2000h, ax mov 2000h, ax ；從偶地址開始寫一個(gè)字；從偶地址開始寫一個(gè)字mov 2001h, ax mov 2001h, ax ；從奇地址開始

37、寫一個(gè)字；從奇地址開始寫一個(gè)字IC0IC0（偶）（偶）IC1IC1（奇）（奇）A19 A18 A17 A16A19 A18 A17 A160 0 0 0 X X0 0 0 0 X X0 0 0 0 X X0 0 0 0 X X范范 圍圍00000000000FFFFH0FFFFH00000000000FFFFH0FFFFH地址分配地址分配 A15A15A0A0微型計(jì)算機(jī)技術(shù)微型計(jì)算機(jī)技術(shù)控制奇偶寫的存儲(chǔ)器連接電路圖控制奇偶寫的存儲(chǔ)器連接電路圖Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7G1G2AG2BCBAA14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0CSOEWED7D6D5D4D

38、3D2D1D0VccA19A18A17A16A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1MEMRA0MEMWBHED15D14D13D12D11D10D9D8D7D6D5D4D3D2D1D0D7D6D5D4D3D2D1D0A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0CSOEWED7D6D5D4D3D2D1D0D15D14D13D12D11D10D9D874LS1386225662256IC0IC1DBAB微型計(jì)算機(jī)技術(shù)微型計(jì)算機(jī)技術(shù)（2 2）控制奇偶片選）控制奇偶片選CSCS的存儲(chǔ)器連接電路圖的存儲(chǔ)器連接電路圖Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y

39、7G1G2AG2BCBAVccA19A18A17A0BHEMEMW74LS138DBA14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0CSOEWED7D6D5D4D3D2D1D0A16A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1MEMRD15D14D13D12D11D10D9D8D7D6D5D4D3D2D1D0D7D6D5D4D3D2D1D0A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0CSOEWED7D6D5D4D3D2D1D0D15D14D13D12D11D10D9D86225662256IC0IC1AB微型計(jì)算機(jī)技術(shù)

40、微型計(jì)算機(jī)技術(shù)4.3.3 4.3.3 存儲(chǔ)器空間的使用存儲(chǔ)器空間的使用l全譯碼全譯碼采用全地址譯碼方式，計(jì)算機(jī)的全部地址空間采用全地址譯碼方式，計(jì)算機(jī)的全部地址空間都可以使用。都可以使用。例：用例：用2片片62256（32K8 RAM）和）和2片片27256（32K8 EPROM）組成）組成8086微機(jī)存儲(chǔ)器系統(tǒng)。微機(jī)存儲(chǔ)器系統(tǒng)。要求要求EPROM的起始地址為的起始地址為F0000H，RAM的起的起始地址為始地址為00000H，使用全地址譯碼方式使用全地址譯碼方式，試畫，試畫出計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器連接圖，并寫出地址范圍。出計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器連接圖，并寫出地址范圍。A15A14A13A12A11A10A9

41、A8A7A6A5A4A3A2A1MEMRA0MEMWBHED15D14D13D12D11D10D9D8D7D6D5D4D3D2D1D0A19A18A17A16A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0CSOEWED7D6D5D4D3D2D1D0A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0CSOEWED7D6D5D4D3D2D1D0D15D14D13D12D11D10D9D8DBD7D6D5D4D3D2D1D06225662256IC0IC1ABA14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0CEOED7D6D5D4D3

42、D2D1D0A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0CEOED7D6D5D4D3D2D1D0D15D14D13D12D11D10D9D8DBD7D6D5D4D3D2D1D02725627256IC2IC3ABY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7G1G2AG2BCBAVcc74LS138Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7G1G2AG2BCBA74LS138全譯碼全譯碼存儲(chǔ)器連接圖存儲(chǔ)器連接圖微型計(jì)算機(jī)技術(shù)微型計(jì)算機(jī)技術(shù)Y0Y762256CS27256CSA19123U1:A4071564U1:B407112U2:A7407可以用這個(gè)邏輯門電路代替其中一個(gè)可以用這個(gè)邏輯門電

43、路代替其中一個(gè)138譯碼器譯碼器微型計(jì)算機(jī)技術(shù)微型計(jì)算機(jī)技術(shù)說明說明A19A18A17A16A19A18A17A16范范 圍圍IC0IC0（偶）（偶）IC1IC1（奇）（奇）0 0 0 00 0 0 00 0 0 00 0 0 000000000000FFFFH0FFFFH00000000000FFFFH0FFFFH地址分配地址分配A15A15A0A0IC2IC2（偶）（偶）IC3IC3（奇）（奇）1 1 1 11 1 1 11 1 1 11 1 1 1F0000F0000FFFFFHFFFFFHF0000F0000FFFFFHFFFFFHX X X XX X X XX X X XX X X X用用2 2片片7474LS138LS138（3-83-8譯碼器）對(duì)譯碼器）對(duì)80868086計(jì)算機(jī)系計(jì)算