微機(jī)原理與接口技術(shù) 第5章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器

1、西安工業(yè)大學(xué)微機(jī)原理與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù)任課教師：?jiǎn)炭t任課教師：?jiǎn)炭tE-mail： 西安工業(yè)大學(xué)第第5章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器5.1概述概述5.2 隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器5.3 只讀存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器5.4 CPU與存儲(chǔ)器連接與存儲(chǔ)器連接5.5 內(nèi)存管理內(nèi)存管理第第5章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器35.1 概述概述存儲(chǔ)器：存儲(chǔ)器：將處理問(wèn)題的程序和所需的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來(lái)，處理時(shí)將處理問(wèn)題的程序和所需的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來(lái)，處理時(shí)CPU自動(dòng)自動(dòng)而連續(xù)地從存儲(chǔ)器中取出指令并執(zhí)行指令規(guī)定的操作，中間數(shù)據(jù)也是而連續(xù)地從存儲(chǔ)器中取出指令并執(zhí)行指令規(guī)定的操作，中間數(shù)據(jù)也是利用存儲(chǔ)器進(jìn)行保存利用存

2、儲(chǔ)器進(jìn)行保存內(nèi)存儲(chǔ)器，簡(jiǎn)稱存儲(chǔ)器。內(nèi)存儲(chǔ)器，簡(jiǎn)稱存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)：存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)：寄存器寄存器位于位于CPU中中高速緩存（高速緩存（Cache）由靜態(tài)由靜態(tài)RAM芯片構(gòu)成芯片構(gòu)成主存主存由半導(dǎo)體存儲(chǔ)器由半導(dǎo)體存儲(chǔ)器(ROM/RAM)構(gòu)成構(gòu)成輔存輔存指磁盤、磁帶、磁鼓、光盤等大容量存指磁盤、磁帶、磁鼓、光盤等大容量存儲(chǔ)器，采用磁、光原理工作儲(chǔ)器，采用磁、光原理工作本章介紹半導(dǎo)體存儲(chǔ)器及組成主存的方法本章介紹半導(dǎo)體存儲(chǔ)器及組成主存的方法CPU(寄存器寄存器)CACHE主存主存(內(nèi)存內(nèi)存)輔存輔存(外存外存)第第5章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器45.1 概述概述存儲(chǔ)器的分類：存儲(chǔ)器的分類：按存儲(chǔ)介

3、質(zhì)分類：按存儲(chǔ)介質(zhì)分類：u半導(dǎo)體存儲(chǔ)器：半導(dǎo)體存儲(chǔ)器：用半導(dǎo)體元件組成的存儲(chǔ)器，通常用作內(nèi)存用半導(dǎo)體元件組成的存儲(chǔ)器，通常用作內(nèi)存u磁存儲(chǔ)器：磁存儲(chǔ)器：用磁性材料組成的存儲(chǔ)器，通常用作輔存用磁性材料組成的存儲(chǔ)器，通常用作輔存主要包括磁盤、磁帶、磁芯主要包括磁盤、磁帶、磁芯u光存儲(chǔ)器：光存儲(chǔ)器：用光學(xué)原理制成的存儲(chǔ)器，通常用作輔存用光學(xué)原理制成的存儲(chǔ)器，通常用作輔存按所處的位置及功能分類：按所處的位置及功能分類：u內(nèi)存：內(nèi)存：通常插在主板上，存放當(dāng)前正在運(yùn)行的程序和數(shù)據(jù)通常插在主板上，存放當(dāng)前正在運(yùn)行的程序和數(shù)據(jù)存取速度快、容量相對(duì)較小、價(jià)格高；不能長(zhǎng)期保存信息存取速度快、容量相對(duì)較小、價(jià)格高；

4、不能長(zhǎng)期保存信息u外存：外存：位于主板的外部，存放當(dāng)前暫不使用的程序和數(shù)據(jù)位于主板的外部，存放當(dāng)前暫不使用的程序和數(shù)據(jù)存取速度慢、容量大、價(jià)格便宜；可長(zhǎng)期保存信息存取速度慢、容量大、價(jià)格便宜；可長(zhǎng)期保存信息第第5章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器55.1 概述概述按存存取方式分類：按存存取方式分類：u隨機(jī)存取存儲(chǔ)器隨機(jī)存取存儲(chǔ)器RAM（Random Access Memory）半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器 指存儲(chǔ)器中的內(nèi)容根據(jù)需要可隨機(jī)地采取或修改且采取時(shí)間與存儲(chǔ)單元指存儲(chǔ)器中的內(nèi)容根據(jù)需要可隨機(jī)地采取或修改且采取時(shí)間與存儲(chǔ)單元的物理位置無(wú)關(guān)，主要用作內(nèi)存。的物理位置無(wú)關(guān)，主要用作內(nèi)存。u只讀存儲(chǔ)器只

5、讀存儲(chǔ)器ROM（Read Only Memory）半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器 指存儲(chǔ)器中的內(nèi)容在一般情況下只能讀出而不能寫入或修改，主要用于指存儲(chǔ)器中的內(nèi)容在一般情況下只能讀出而不能寫入或修改，主要用于存儲(chǔ)系統(tǒng)引導(dǎo)程序、監(jiān)控程序或存儲(chǔ)系統(tǒng)引導(dǎo)程序、監(jiān)控程序或OS的基本輸入的基本輸入/輸出部分（輸出部分（BIOS）。）。u順序存取存儲(chǔ)器順序存取存儲(chǔ)器SAM（Seqential Access Memory）：）： 指存儲(chǔ)器中的內(nèi)容只能按某種順序進(jìn)行存取，且采取時(shí)間與存儲(chǔ)單元的指存儲(chǔ)器中的內(nèi)容只能按某種順序進(jìn)行存取，且采取時(shí)間與存儲(chǔ)單元的物理位置有關(guān)，如磁帶，一般用作外存。物理位置有關(guān)，如磁帶，一般用

6、作外存。u直接存取存儲(chǔ)器直接存取存儲(chǔ)器DAM（Direct Access Memory）：）： 指存儲(chǔ)器采取數(shù)據(jù)時(shí)不必對(duì)存儲(chǔ)介質(zhì)事先做順序搜索而直接采取信息，指存儲(chǔ)器采取數(shù)據(jù)時(shí)不必對(duì)存儲(chǔ)介質(zhì)事先做順序搜索而直接采取信息，如磁盤、部分光盤，一般用作外存。如磁盤、部分光盤，一般用作外存。第第5章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器65.1 概述概述半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的分類半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的分類按器件原理分類：按器件原理分類：u雙極型：雙極型：速度快、集成度低、功耗大速度快、集成度低、功耗大uMOS型：型：速度慢、集成度高、功耗低速度慢、集成度高、功耗低按存取方式（或讀寫方式）分類：按存取方式（或讀寫方式）分類：u隨

7、機(jī)存取存儲(chǔ)器隨機(jī)存取存儲(chǔ)器RAM：可讀可寫、斷電丟失可讀可寫、斷電丟失u只讀存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器ROM：正常只讀、斷電不丟失正常只讀、斷電不丟失第第5章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器75.1 概述概述半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的分類半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的分類半半導(dǎo)導(dǎo)體體存存儲(chǔ)儲(chǔ)器器RAMRAMROMROM靜態(tài)靜態(tài)RAMRAM（SRAMSRAM）主要用于主要用于CacheCache動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)RAMRAM（DRAMDRAM）主要用于內(nèi)存條主要用于內(nèi)存條 掩膜式掩膜式ROMROM一次性可編程一次性可編程ROMROM（PROMPROM） 紫外線擦除可編程紫外線擦除可編程ROMROM（EPROMEPROM）用于用于ROM-BIOSR

8、OM-BIOS電擦除可編程電擦除可編程ROMROM（EEPROMEEPROM）閃存（閃存（Flash MemoryFlash Memory）新一代新一代ROM-BIOSROM-BIOS第第5章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器85.1 概述概述存儲(chǔ)器的性能指標(biāo)存儲(chǔ)器的性能指標(biāo)存儲(chǔ)器容量存儲(chǔ)器容量：存儲(chǔ)存儲(chǔ)1位二進(jìn)制信息的單元稱為位二進(jìn)制信息的單元稱為1個(gè)個(gè)存儲(chǔ)元存儲(chǔ)元。對(duì)于。對(duì)于32MB的存儲(chǔ)器，其內(nèi)部有的存儲(chǔ)器，其內(nèi)部有32M 8bit個(gè)存儲(chǔ)元。存儲(chǔ)器芯片多為個(gè)存儲(chǔ)元。存儲(chǔ)器芯片多為8結(jié)構(gòu)，稱為結(jié)構(gòu)，稱為字節(jié)單元字節(jié)單元 。 在標(biāo)定存儲(chǔ)器容量時(shí)，經(jīng)常同時(shí)標(biāo)出存儲(chǔ)單元的數(shù)目和每個(gè)存儲(chǔ)單在標(biāo)定存儲(chǔ)器容

9、量時(shí)，經(jīng)常同時(shí)標(biāo)出存儲(chǔ)單元的數(shù)目和每個(gè)存儲(chǔ)單元包含的位數(shù)：元包含的位數(shù)：存儲(chǔ)器芯片容量存儲(chǔ)器芯片容量 = 存儲(chǔ)單元數(shù)存儲(chǔ)單元數(shù)M 每單元數(shù)據(jù)位數(shù)每單元數(shù)據(jù)位數(shù)N如：芯片有如：芯片有2048個(gè)單元，每單元存放個(gè)單元，每單元存放8位二進(jìn)制數(shù)，則容量為：位二進(jìn)制數(shù)，則容量為：20488b = 2K8b = 2KB = 16Kb例如，例如，Intel 2114芯片容量為芯片容量為1K4位，位，6264為為8K8位。位。第第5章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器95.1 概述概述存儲(chǔ)器的性能指標(biāo)存儲(chǔ)器的性能指標(biāo)存取周期：存取周期： 存儲(chǔ)器的存取周期是指從接收地址，到實(shí)現(xiàn)一次完整的讀出或?qū)懭氪鎯?chǔ)器的存取周期是指

10、從接收地址，到實(shí)現(xiàn)一次完整的讀出或?qū)懭霐?shù)據(jù)的時(shí)間，是存儲(chǔ)器進(jìn)行連續(xù)讀或?qū)懖僮魉试S的最短時(shí)間間隔。數(shù)據(jù)的時(shí)間，是存儲(chǔ)器進(jìn)行連續(xù)讀或?qū)懖僮魉试S的最短時(shí)間間隔。 內(nèi)存的存取速度通常以內(nèi)存的存取速度通常以ns為單位為單位半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的最大存取時(shí)間通常為幾十到幾百納秒半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的最大存取時(shí)間通常為幾十到幾百納秒ns可靠性：可靠性： 計(jì)算機(jī)要正確地運(yùn)行，就要求存儲(chǔ)器系統(tǒng)具有很高的可靠性，存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)要正確地運(yùn)行，就要求存儲(chǔ)器系統(tǒng)具有很高的可靠性，存儲(chǔ)器的可靠性直接與構(gòu)成它的芯片有關(guān)。器的可靠性直接與構(gòu)成它的芯片有關(guān)。第第5章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器105.1 概述概述存儲(chǔ)器的性能指標(biāo)存儲(chǔ)器的性能指

11、標(biāo)功耗功耗 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器屬于大規(guī)模集成電路，集成度高，體積小，但是不易半導(dǎo)體存儲(chǔ)器屬于大規(guī)模集成電路，集成度高，體積小，但是不易散熱，因此在保證速度的前提下應(yīng)盡量減小功耗。散熱，因此在保證速度的前提下應(yīng)盡量減小功耗。 一般而言，一般而言，MOS型存儲(chǔ)器的功耗小于相同容量的雙極型存儲(chǔ)器。型存儲(chǔ)器的功耗小于相同容量的雙極型存儲(chǔ)器。例如例如HM62256的功耗為的功耗為 40mW 200 mW。 集成度集成度 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的集成度是指在一塊數(shù)平方毫米芯片上所制作的基本半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的集成度是指在一塊數(shù)平方毫米芯片上所制作的基本存儲(chǔ)單元數(shù)，常以存儲(chǔ)單元數(shù)，常以“位位 / 片片”表示，也可以用表示，也可以

12、用“字節(jié)字節(jié) / 片片”表示。表示。西安工業(yè)大學(xué)第第5章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器5.1概述概述5.2 隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器5.3 只讀存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器5.4 CPU與存儲(chǔ)器連接與存儲(chǔ)器連接5.5 內(nèi)存管理內(nèi)存管理第第5章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器125.2 隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器MOS型型RAM的基本存儲(chǔ)電路采用的基本存儲(chǔ)電路采用MOS管制成管制成u按制造工藝分為：按制造工藝分為：NMOS、PMOS、CMOS、HMOS型型u按信息存儲(chǔ)方式分為：靜態(tài)按信息存儲(chǔ)方式分為：靜態(tài)RAM、動(dòng)態(tài)、動(dòng)態(tài)RAM靜態(tài)靜態(tài)RAM（SRAMStatic RAM）：）：u基本電路：一般由基本電路：

13、一般由MOS晶體管觸發(fā)器組成，依靠觸發(fā)器存儲(chǔ)每位二進(jìn)晶體管觸發(fā)器組成，依靠觸發(fā)器存儲(chǔ)每位二進(jìn)制信息，只要不斷電，所存信息不會(huì)丟失制信息，只要不斷電，所存信息不會(huì)丟失u優(yōu)點(diǎn)：速度快、穩(wěn)定可靠，不需外加刷新電路，使用方便優(yōu)點(diǎn)：速度快、穩(wěn)定可靠，不需外加刷新電路，使用方便u缺點(diǎn)：集成度低、功耗大缺點(diǎn)：集成度低、功耗大動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)RAM（DRAMDynamic RAM）：）：u基本電路：以基本電路：以MOS晶體管的柵極和襯底間的電容來(lái)存儲(chǔ)二進(jìn)制信息，晶體管的柵極和襯底間的電容來(lái)存儲(chǔ)二進(jìn)制信息，由于電容存在泄漏現(xiàn)象，需周期性對(duì)由于電容存在泄漏現(xiàn)象，需周期性對(duì)DRAM進(jìn)行刷新進(jìn)行刷新u優(yōu)點(diǎn)：集成度高、成本低、

14、功耗小優(yōu)點(diǎn)：集成度高、成本低、功耗小u缺點(diǎn)：需外加刷新電路，速度比缺點(diǎn)：需外加刷新電路，速度比SRAM慢慢第第5章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器135.2 隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器1. 靜態(tài)靜態(tài)RAM基本存儲(chǔ)電路：基本存儲(chǔ)電路：圖：六管靜態(tài)圖：六管靜態(tài)RAMRAM基本存儲(chǔ)電路基本存儲(chǔ)電路選擇線選擇線T5I/OABT1T2T4T6VccI/OT3第第5章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器145.2 隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器1. 靜態(tài)靜態(tài)RAM常見存儲(chǔ)芯片常見存儲(chǔ)芯片表：常見表：常見RAM芯片（芯片（Intel產(chǎn)品）產(chǎn)品）型號(hào)型號(hào)存儲(chǔ)容量存儲(chǔ)容量最大存取時(shí)間最大存取時(shí)間所用工藝所用工藝所需電源所需

15、電源管腳數(shù)管腳數(shù)2114A1K 4100250nsHMOS5V182115A1K 84595nsNMOS5V1621281K 8150200nsHMOS5V2461162K 8200nsCMOS5V2462648K 8200nsCMOS5V286212816K 8200nsCMOS5V286225632K 8200nsCMOS5V28第第5章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器155.2 隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器1. 靜態(tài)靜態(tài)RAM常見存儲(chǔ)芯片：常見存儲(chǔ)芯片：Intel 2114（1K4 ）Intel 2114RAM存儲(chǔ)器芯片為具有存儲(chǔ)器芯片為具有18引腳的雙列直插式集成電路芯片引腳的雙列直插式集

16、成電路芯片A9 A0：10根地址信號(hào)根地址信號(hào)I/O4 I/O1：雙向雙向數(shù)據(jù)信號(hào)數(shù)據(jù)信號(hào)WE：讀：讀/寫控制信號(hào)寫控制信號(hào)CS：片選信號(hào)：片選信號(hào)Vcc：+5VGND：地：地芯片容量：芯片容量：可尋址的單元數(shù)：可尋址的單元數(shù)：210 = 1K每單元數(shù)據(jù)位數(shù)：每單元數(shù)據(jù)位數(shù)：4容量：容量：2104 1K4 b123456789181716151413121110VccA7A8A9I/O1I/O2I/O3I/O4WEA6A5A4A3A0A1A2CSGNDIntel 2114第第5章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器165.2 隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器1. 靜態(tài)靜態(tài)RAM常見存儲(chǔ)芯片：常見存儲(chǔ)芯片：

17、Intel 6264（8K8 ）具有具有28引腳的雙列直插式集成電路芯片引腳的雙列直插式集成電路芯片(1) 引腳信號(hào)引腳信號(hào)A12 A0：13根地址信號(hào)輸入引腳根地址信號(hào)輸入引腳D7 D0：8根數(shù)據(jù)根數(shù)據(jù)I/O信號(hào)引腳信號(hào)引腳WE：讀：讀/寫控制信號(hào)輸入引腳寫控制信號(hào)輸入引腳OE：輸出允許信號(hào)輸出允許信號(hào)CE：片選信號(hào)輸入引腳片選信號(hào)輸入引腳Vcc：+5VGND：地：地VccWENCA8A9A11OEA10CED7D6D5D4D3NCA12A7A6A5A4A3A2A1A0D0D1D2GND12345678910111213142827262524232221201918171615Intel

18、6264第第5章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器175.2 隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器1. 靜態(tài)靜態(tài)RAM常見存儲(chǔ)芯片：常見存儲(chǔ)芯片：Intel 6264（8K8 ）(2) 容量：容量：可尋址的單元數(shù)：可尋址的單元數(shù)：213 = 8K每單元數(shù)據(jù)位數(shù)：每單元數(shù)據(jù)位數(shù)：8芯片容量：芯片容量：2138 8KB(3) 工作方式：工作方式：VccWENCA8A9A11OEA10CED7D6D5D4D3NCA12A7A6A5A4A3A2A1A0D0D1D2GND12345678910111213142827262524232221201918171615Intel 6264CEWEOE方式方式功能功能000

19、禁止禁止010讀出讀出數(shù)據(jù)讀出數(shù)據(jù)讀出001寫入寫入數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)寫入011選通選通選通選通, ,輸出高阻輸出高阻1XX未選通未選通芯片未選通芯片未選通第第5章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器185.2 隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器2. 動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)RAM基本存儲(chǔ)電路：四管動(dòng)態(tài)基本存儲(chǔ)電路：四管動(dòng)態(tài)MOS存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)單元第第5章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器195.2 隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器2. 動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)RAM基本存儲(chǔ)電路：基本存儲(chǔ)電路：?jiǎn)喂軇?dòng)態(tài)單管動(dòng)態(tài)RAM基本存儲(chǔ)電路基本存儲(chǔ)電路字線字線WTCgCD位線位線b第第5章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器205.2 隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器2. 動(dòng)態(tài)動(dòng)

20、態(tài)RAM常見存儲(chǔ)芯片：常見存儲(chǔ)芯片：Intel 2164（64K1 ）2164芯片存儲(chǔ)容量為芯片存儲(chǔ)容量為64KBu 地址線地址線(8根根)：A7A0u 數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線(2根根)：l 1根數(shù)據(jù)輸入線根數(shù)據(jù)輸入線DINl 1根數(shù)據(jù)輸出線根數(shù)據(jù)輸出線DOUTu 控制線控制線(3根根)：l 行地址選通行地址選通RASl 列地址選通列地址選通CASl 讀寫控制讀寫控制WE12345678161514131211109NCDINWERASA0A2A1VDDVssCASDOUTA6A3A4A5A72164第第5章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器215.2 隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器2. 動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)RAM常見存儲(chǔ)

21、芯片：常見存儲(chǔ)芯片：Intel 2164（64K1 ）u地址信號(hào)產(chǎn)生：地址信號(hào)產(chǎn)生： 表示表示64KB地址空間需要地址空間需要16位地址信號(hào)，位地址信號(hào)，2164芯片共有芯片共有8根地址線根地址線A7A0，采用分時(shí)復(fù)用技術(shù)，利用多路開關(guān)分兩次送入，采用分時(shí)復(fù)用技術(shù)，利用多路開關(guān)分兩次送入16位地址。位地址。l送入送入8位低地址碼：位低地址碼：RAS = 0l送入送入8位高地址碼：位高地址碼：CAS = 0u數(shù)據(jù)的輸入與輸出：數(shù)據(jù)的輸入與輸出：l讀?。鹤x?。篧E = 1，由，由DOUT輸出數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)l寫入：寫入：WE = 0，由，由DIN輸入數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)u片選：片選：2164無(wú)片選控制端，而由

22、無(wú)片選控制端，而由 RAS 兼作片選兼作片選西安工業(yè)大學(xué)第第5章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器5.1概述概述5.2 隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器5.3 只讀存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器5.4 CPU與存儲(chǔ)器連接與存儲(chǔ)器連接5.5 內(nèi)存管理內(nèi)存管理第第5章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器235.3 只讀存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器ROM特點(diǎn)：特點(diǎn)：其內(nèi)容是預(yù)先寫入的，而且一旦寫入，使用時(shí)其內(nèi)容是預(yù)先寫入的，而且一旦寫入，使用時(shí)只能讀出，不能修改，掉電時(shí)信息不會(huì)丟失只能讀出，不能修改，掉電時(shí)信息不會(huì)丟失ROM具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、信息度高、價(jià)格低、非易失性和高可靠性具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、信息度高、價(jià)格低、非易失性和高可靠性

23、1. 掩模掩模ROM（MROM） 其存儲(chǔ)的信息在芯片制造時(shí)已確定，用戶不可更改。掩模其存儲(chǔ)的信息在芯片制造時(shí)已確定，用戶不可更改。掩模ROM成成本低，適用于大批量生產(chǎn)本低，適用于大批量生產(chǎn)2. 可編程可編程ROM（PROM）：）： 允許用戶編程一次，一旦編程確定后，不可更改允許用戶編程一次，一旦編程確定后，不可更改3. 可擦除可擦除PROM（EPROM）：）： 在線使用時(shí)，只能讀出，不能寫入；編程時(shí)，從電路板取下，在編在線使用時(shí)，只能讀出，不能寫入；編程時(shí)，從電路板取下，在編程器上實(shí)現(xiàn)擦除和寫入程器上實(shí)現(xiàn)擦除和寫入第第5章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器245.3 只讀存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器EPROM：

24、l頂部開有一個(gè)圓形的石英窗口，用于紫外線透過(guò)擦除原有信息頂部開有一個(gè)圓形的石英窗口，用于紫外線透過(guò)擦除原有信息l一般使用專門的編程器（燒寫器）進(jìn)行編程一般使用專門的編程器（燒寫器）進(jìn)行編程l編程后，應(yīng)該貼上不透光封條編程后，應(yīng)該貼上不透光封條l出廠未編程前，每個(gè)基本存儲(chǔ)單元都是信息出廠未編程前，每個(gè)基本存儲(chǔ)單元都是信息1l編程就是將某些單元寫入信息編程就是將某些單元寫入信息0第第5章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器255.3 只讀存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器12345678910111213142827262524232221201918171615VppA12A7A6A5A4A3A2A1A0D0D1D2GN

25、DVccPGMNCA8A9A11OEA10CED7D6D5D4D32764典型典型EPROM芯片：芯片： Intel 27系列系列2716（2K8）2764（8K8）27128（16K8）27256（32K8）Intel 2764引腳及其功能：引腳及其功能：uA12A0：地址線，接系統(tǒng)地址總線地址線，接系統(tǒng)地址總線uD7D0：數(shù)據(jù)線，接數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)線，接數(shù)據(jù)總線uCE：片選信號(hào)，接地址譯碼器輸出片選信號(hào)，接地址譯碼器輸出uOE：輸出允許，接讀信號(hào)輸出允許，接讀信號(hào)RDuPGM：編程脈沖控制端，接編程控制信號(hào)編程脈沖控制端，接編程控制信號(hào)uVpp：編程電壓輸入端，編程時(shí)接編程電壓輸入端，編程時(shí)接

26、25VuVcc：電源電壓，電源電壓，5V第第5章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器265.3 只讀存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器Intel 2764的工作方式：的工作方式：信號(hào)端信號(hào)端VccVppCEOEPGM數(shù)據(jù)端數(shù)據(jù)端D7D0功能功能讀方式讀方式5V5V000數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)輸出編程方式編程方式5V25V11正脈沖正脈沖數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸入效驗(yàn)方式效驗(yàn)方式5V25V000數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)輸出備有方式備有方式5V5V無(wú)關(guān)無(wú)關(guān)無(wú)關(guān)無(wú)關(guān)1高阻狀態(tài)高阻狀態(tài)未選中未選中5V5V1無(wú)關(guān)無(wú)關(guān)無(wú)關(guān)無(wú)關(guān)高阻狀態(tài)高阻狀態(tài)編程禁止編程禁止5V25V0無(wú)關(guān)無(wú)關(guān)無(wú)關(guān)無(wú)關(guān)高阻狀態(tài)高阻狀態(tài)輸出禁止輸出禁止5V5V011高阻狀態(tài)高阻狀態(tài)第第5章章 半導(dǎo)

27、體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器275.3 只讀存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器典型典型EPROM芯片：芯片：Intel 2716引腳及其功能：引腳及其功能：2K8位位 uAl0A0：地址信號(hào)輸入引腳，可尋址芯片的地址信號(hào)輸入引腳，可尋址芯片的2K個(gè)存儲(chǔ)單元個(gè)存儲(chǔ)單元uO7O0：雙向數(shù)據(jù)信號(hào)輸入輸出引腳雙向數(shù)據(jù)信號(hào)輸入輸出引腳uCE：片選信號(hào)輸入引腳片選信號(hào)輸入引腳uOE：數(shù)據(jù)輸出允許控制信號(hào)引腳數(shù)據(jù)輸出允許控制信號(hào)引腳uVcc：+5v電源，用于在線的讀操作電源，用于在線的讀操作uVpp：+25v，用于在專用裝置上進(jìn)行寫操作，用于在專用裝置上進(jìn)行寫操作uGND：地地2716第第5章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器285.3

28、只讀存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器EPROM編程器：編程器：通過(guò)一個(gè)接口卡與微機(jī)擴(kuò)展槽相連，且配有一套通過(guò)一個(gè)接口卡與微機(jī)擴(kuò)展槽相連，且配有一套編程軟件，來(lái)控制編程器工作方式及微機(jī)與編程器間的數(shù)據(jù)傳送編程軟件，來(lái)控制編程器工作方式及微機(jī)與編程器間的數(shù)據(jù)傳送第第5章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器295.3 只讀存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器EPROM擦除器擦除器第第5章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器305.3 只讀存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器4. 電擦除電擦除PROM（E2PROM）：）： 用加電方法，進(jìn)行在線（無(wú)需拔下，直接在電路中）擦寫（擦除和用加電方法，進(jìn)行在線（無(wú)需拔下，直接在電路中）擦寫（擦除和編程一次完成），有字節(jié)擦寫、塊擦寫

29、和整片擦寫方法編程一次完成），有字節(jié)擦寫、塊擦寫和整片擦寫方法l并行并行EEPROM：多位同時(shí)進(jìn)行多位同時(shí)進(jìn)行l(wèi)串行串行EEPROM：只有一位數(shù)據(jù)線只有一位數(shù)據(jù)線5. 快擦寫存儲(chǔ)器快擦寫存儲(chǔ)器 Flash Memory閃存：閃存：l具有具有EEPROM電擦除可編程特點(diǎn)，其內(nèi)部可自行產(chǎn)生編程所需電壓電擦除可編程特點(diǎn)，其內(nèi)部可自行產(chǎn)生編程所需電壓l掉電后數(shù)據(jù)信息可以長(zhǎng)期保存，不加電情況下，信息可保持掉電后數(shù)據(jù)信息可以長(zhǎng)期保存，不加電情況下，信息可保持10年年l能在線擦除和重寫能在線擦除和重寫l由由EEPROM發(fā)展起來(lái)，屬于發(fā)展起來(lái)，屬于EEPROM類型類型l目前幾乎所有主板中的目前幾乎所有主板中的

30、BIOS ROM均采用均采用Flash西安工業(yè)大學(xué)第第5章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器5.1概述概述5.2 隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器5.3 只讀存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器5.4 CPU與存儲(chǔ)器連接與存儲(chǔ)器連接5.5 內(nèi)存管理內(nèi)存管理第第5章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器325.4 CPU與存儲(chǔ)器連接與存儲(chǔ)器連接存儲(chǔ)容量的擴(kuò)展存儲(chǔ)容量的擴(kuò)展 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的存儲(chǔ)器，由若干存儲(chǔ)器芯片組成。將存儲(chǔ)器芯片微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的存儲(chǔ)器，由若干存儲(chǔ)器芯片組成。將存儲(chǔ)器芯片進(jìn)行合理排列、連接，以及和進(jìn)行合理排列、連接，以及和CPU的的AB、DB的連接的連接 一般需要對(duì)芯片在位向或字向進(jìn)行擴(kuò)展，通常有一般需要對(duì)芯片在位向或

31、字向進(jìn)行擴(kuò)展，通常有3種擴(kuò)展方法：種擴(kuò)展方法：1. 位擴(kuò)展：位擴(kuò)展：指對(duì)芯片位數(shù)進(jìn)行擴(kuò)充以滿足對(duì)存儲(chǔ)單元位數(shù)的實(shí)際要求指對(duì)芯片位數(shù)進(jìn)行擴(kuò)充以滿足對(duì)存儲(chǔ)單元位數(shù)的實(shí)際要求2. 字?jǐn)U展：字?jǐn)U展：存儲(chǔ)器芯片字長(zhǎng)與存儲(chǔ)器字長(zhǎng)相同，而對(duì)容量進(jìn)行擴(kuò)充存儲(chǔ)器芯片字長(zhǎng)與存儲(chǔ)器字長(zhǎng)相同，而對(duì)容量進(jìn)行擴(kuò)充3. 位字?jǐn)U展：位字?jǐn)U展：在字方向和位方向都進(jìn)行擴(kuò)充在字方向和位方向都進(jìn)行擴(kuò)充第第5章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器335.4 CPU與存儲(chǔ)器連接與存儲(chǔ)器連接16K1I/OA13A0OECS16K1I/OA13A0OECS16K1I/OA13A0OECS16K1I/OA13A0OECS16K1I/OA13A0OEC

32、S16K1I/OA13A0OECS16K1I/OA13A0OECS16K1I/OA13A0OECS讀信號(hào)讀信號(hào)D0D1D2D3D4D5D6D7片選信號(hào)片選信號(hào)A13A01. 位擴(kuò)展：位擴(kuò)展：例如：用例如：用16K1位的位的ROM芯片，構(gòu)成芯片，構(gòu)成16K8的存儲(chǔ)系統(tǒng)的存儲(chǔ)系統(tǒng)第第5章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器345.4 CPU與存儲(chǔ)器連接與存儲(chǔ)器連接2. 字?jǐn)U展：字?jǐn)U展：例如：例如：用用8K8位的芯片，構(gòu)成位的芯片，構(gòu)成32K8的的RAMWRRDD0D7CS3CS2CS1CS0A12A08K8D0D7A12A0WECSOE8K8D0D7A12A0WECSOE8K8D0D7A12A0WECSO

33、E8K8D0D7A12A0WECSOE第第5章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器355.4 CPU與存儲(chǔ)器連接與存儲(chǔ)器連接3. 位字位字?jǐn)U展：擴(kuò)展：例如：例如：用用2K4位的芯片，構(gòu)成位的芯片，構(gòu)成4K8的的RAM&WRRDCS1CS0A12A02K4D0 D7A10 A0W/RCS2K4D0 D7A10 A0W/RCS2K4D0 D7A10 A0W/RCS2K4D0 D7A10 A0W/RCSD0D3D4D7第第5章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器365.4 CPU與存儲(chǔ)器連接與存儲(chǔ)器連接存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)原則：存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)原則： 根據(jù)存儲(chǔ)器容量要求、應(yīng)用場(chǎng)合、速度要求、價(jià)格、體積、功耗等根據(jù)存儲(chǔ)器容量要求、應(yīng)

34、用場(chǎng)合、速度要求、價(jià)格、體積、功耗等方面綜合考慮。存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)應(yīng)包含兩個(gè)方面：方面綜合考慮。存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)應(yīng)包含兩個(gè)方面：（1）芯片類型選擇：）芯片類型選擇：uSRAM：多用于小系統(tǒng)中：多用于小系統(tǒng)中uDRAM：DRAM集成度較高，多用于中、大系統(tǒng)中集成度較高，多用于中、大系統(tǒng)中u掩模掩模ROM、PROM：成本低多用于較成熟程序：成本低多用于較成熟程序uEPROM、EEPROM：則用于保存不常修改的數(shù)據(jù)，如系統(tǒng)運(yùn)：則用于保存不常修改的數(shù)據(jù)，如系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程的參數(shù)等行過(guò)程的參數(shù)等第第5章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器375.4 CPU與存儲(chǔ)器連接與存儲(chǔ)器連接（2）存儲(chǔ)芯片與）存儲(chǔ)芯片與CPU的連接：的連接

35、：uCPU總線負(fù)載能力：總線負(fù)載能力：一般考慮其輸出線的直流負(fù)載能力一般考慮其輸出線的直流負(fù)載能力uCPU時(shí)序與存儲(chǔ)芯片存取速度的配合：時(shí)序與存儲(chǔ)芯片存取速度的配合： CPU在存儲(chǔ)器讀在存儲(chǔ)器讀/寫操作時(shí)，是有固定時(shí)序的，用戶要根據(jù)這些來(lái)寫操作時(shí)，是有固定時(shí)序的，用戶要根據(jù)這些來(lái)確定對(duì)存儲(chǔ)器存取速度的要求確定對(duì)存儲(chǔ)器存取速度的要求u存儲(chǔ)地址空間的分配：存儲(chǔ)地址空間的分配： 內(nèi)存分為系統(tǒng)區(qū)（即機(jī)器的監(jiān)控程序或操作系統(tǒng)占用的區(qū)域）和用內(nèi)存分為系統(tǒng)區(qū)（即機(jī)器的監(jiān)控程序或操作系統(tǒng)占用的區(qū)域）和用戶區(qū)，用戶區(qū)又要分成數(shù)據(jù)區(qū)和程序區(qū)，所以內(nèi)存的地址分配是一個(gè)戶區(qū)，用戶區(qū)又要分成數(shù)據(jù)區(qū)和程序區(qū)，所以內(nèi)存的地

36、址分配是一個(gè)重要的問(wèn)題。另外，通常一個(gè)存儲(chǔ)器是由許多存儲(chǔ)芯片組成，就需要重要的問(wèn)題。另外，通常一個(gè)存儲(chǔ)器是由許多存儲(chǔ)芯片組成，就需要將各個(gè)芯片正確的接到系統(tǒng)總線上將各個(gè)芯片正確的接到系統(tǒng)總線上西安工業(yè)大學(xué)5.4 CPU與存儲(chǔ)器連接與存儲(chǔ)器連接5.4.1 CPU與存儲(chǔ)器的連接方法與存儲(chǔ)器的連接方法5.4.2 譯碼方法與地址范圍計(jì)算譯碼方法與地址范圍計(jì)算5.4.3 連接舉例連接舉例第第5章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器395.4.1 CPU與存儲(chǔ)器的連接方法與存儲(chǔ)器的連接方法1. 數(shù)據(jù)線的連接數(shù)據(jù)線的連接依據(jù)：依據(jù)：CPU的數(shù)據(jù)總線寬度、芯片存儲(chǔ)單元存放的二進(jìn)制位數(shù)的數(shù)據(jù)總線寬度、芯片存儲(chǔ)單元存放的

37、二進(jìn)制位數(shù)u若芯片存儲(chǔ)單元存放的二進(jìn)制位數(shù)等于若芯片存儲(chǔ)單元存放的二進(jìn)制位數(shù)等于CPU數(shù)據(jù)總線寬度，將數(shù)據(jù)總線寬度，將CPU數(shù)據(jù)線與存儲(chǔ)器芯片的數(shù)據(jù)線對(duì)應(yīng)相連。數(shù)據(jù)線與存儲(chǔ)器芯片的數(shù)據(jù)線對(duì)應(yīng)相連。u若芯片存儲(chǔ)單元存放的二進(jìn)制位數(shù)小于若芯片存儲(chǔ)單元存放的二進(jìn)制位數(shù)小于CPU數(shù)據(jù)總線寬度，應(yīng)根據(jù)數(shù)據(jù)總線寬度，應(yīng)根據(jù)情況將情況將CPU數(shù)據(jù)線與多片存儲(chǔ)器芯片的數(shù)據(jù)線對(duì)應(yīng)相連。數(shù)據(jù)線與多片存儲(chǔ)器芯片的數(shù)據(jù)線對(duì)應(yīng)相連。第第5章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器405.4.1 CPU與存儲(chǔ)器的連接方法與存儲(chǔ)器的連接方法2. 控制線的連接控制線的連接依據(jù)：依據(jù)：CPU和存儲(chǔ)芯片對(duì)控制線的要求來(lái)確定存儲(chǔ)器芯片與控制總

38、線和存儲(chǔ)芯片對(duì)控制線的要求來(lái)確定存儲(chǔ)器芯片與控制總線連接連接涉及的涉及的CPU控制引腳：控制引腳：u讀信號(hào)讀信號(hào)RD：通常與存儲(chǔ)器芯片的：通常與存儲(chǔ)器芯片的OE相連相連u寫信號(hào)寫信號(hào)WR：通常與存儲(chǔ)器芯片的：通常與存儲(chǔ)器芯片的WE相連相連u存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器/IO接口的選擇信號(hào)接口的選擇信號(hào)M/IO： 一般作為存儲(chǔ)器譯碼器的控制信號(hào)一般作為存儲(chǔ)器譯碼器的控制信號(hào)第第5章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器415.4.1 CPU與存儲(chǔ)器的連接方法與存儲(chǔ)器的連接方法3. 地址線的連接地址線的連接 系統(tǒng)總線中地址信號(hào)為系統(tǒng)總線中地址信號(hào)為A19A0，存儲(chǔ)芯片的地址線一般少于此。存儲(chǔ)芯片的地址線一般少于此。將系統(tǒng)地

39、址總線分為兩部分：將系統(tǒng)地址總線分為兩部分：u低位地址線低位地址線等于存儲(chǔ)芯片地址線數(shù)目等于存儲(chǔ)芯片地址線數(shù)目 低位地址線與存儲(chǔ)芯片直接相連，由芯片的內(nèi)部譯碼電路確定具體低位地址線與存儲(chǔ)芯片直接相連，由芯片的內(nèi)部譯碼電路確定具體的存儲(chǔ)單元，即為的存儲(chǔ)單元，即為字選字選u高位地址線高位地址線用于選擇不同的存儲(chǔ)芯片用于選擇不同的存儲(chǔ)芯片 系統(tǒng)中的存儲(chǔ)器由多片芯片構(gòu)成，須通過(guò)譯碼電路將高位地址線譯系統(tǒng)中的存儲(chǔ)器由多片芯片構(gòu)成，須通過(guò)譯碼電路將高位地址線譯碼產(chǎn)生芯片的片選信號(hào)，即為碼產(chǎn)生芯片的片選信號(hào)，即為片選片選地址譯碼實(shí)現(xiàn)片選的方法：地址譯碼實(shí)現(xiàn)片選的方法：全譯碼法、部分譯碼法、線選法全譯碼法、部

40、分譯碼法、線選法第第5章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器425.4.1 CPU與存儲(chǔ)器的連接方法與存儲(chǔ)器的連接方法1#D0 D7A12 A0WEOECS2#D0 D7A12 A0WEOECS3#D0 D7A12 A0WEOECS4#D0 D7A12 A0WEOECS&1WRRDM/IOA19A18A17A16A15A14A13A12A0D0D78086Y3Y2Y1Y0G1G2AG2BCBA全譯碼實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)器擴(kuò)展示意圖全譯碼實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)器擴(kuò)展示意圖西安工業(yè)大學(xué)5.4 CPU與存儲(chǔ)器連接與存儲(chǔ)器連接5.4.1 CPU與存儲(chǔ)器的連接方法與存儲(chǔ)器的連接方法5.4.2 譯碼方法與地址范圍計(jì)算譯碼方法與地址范圍計(jì)算

41、5.4.3 連接舉例連接舉例第第5章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器445.4.2 譯碼方法與地址范圍計(jì)算譯碼方法與地址范圍計(jì)算1. 譯碼器芯片譯碼器芯片74LS138（3-8譯碼器）譯碼器）常用的譯碼器芯片：常用的譯碼器芯片： 74LS139(2-4譯碼器譯碼器) 、74LS138(3-8譯碼器譯碼器) 74LS154(4-16譯碼器譯碼器)74LS138的引腳及邏輯符號(hào)：的引腳及邏輯符號(hào)：u譯碼輸入引線譯碼輸入引線A、B、C：用于片選地址線的輸入用于片選地址線的輸入u芯片允許引線芯片允許引線G1、G2A、G2B：為為100時(shí)，時(shí)，74LS138工作有效工作有效u譯碼輸出引線譯碼輸出引線Y0Y7

42、：僅有僅有1條引線輸出為低電平條引線輸出為低電平ABCG2AG2BG1Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7地址地址輸入輸入允許允許輸入輸入譯譯碼碼輸輸出出74LS138第第5章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器455.4.2 譯碼方法與地址范圍計(jì)算譯碼方法與地址范圍計(jì)算1. 譯碼器芯片譯碼器芯片74LS138（3-8譯碼器）譯碼器）使能端使能端輸入端輸入端輸輸 出出 端端G1G2AG2BCBAY7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y01000001111111010000111111101100010111110111000111111011110010011101111100101110111111001101

43、01111111001110111111111111111第第5章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器465.4.2 譯碼方法與地址范圍計(jì)算譯碼方法與地址范圍計(jì)算2. 譯碼方法與地址范圍計(jì)算譯碼方法與地址范圍計(jì)算譯碼法：譯碼法：用片選地址線（高位地址線）經(jīng)譯碼電路控制存儲(chǔ)器芯片的用片選地址線（高位地址線）經(jīng)譯碼電路控制存儲(chǔ)器芯片的片選端來(lái)選擇某一存儲(chǔ)芯片的方法。片選端來(lái)選擇某一存儲(chǔ)芯片的方法。全譯碼法的片選控制全譯碼法的片選控制全譯碼法：全譯碼法：指片內(nèi)地址線外的其余地址線全部參加譯碼，即全部高位指片內(nèi)地址線外的其余地址線全部參加譯碼，即全部高位地址線都連接到譯碼器的輸入端，譯碼器的輸出信號(hào)作為各芯片

44、的片地址線都連接到譯碼器的輸入端，譯碼器的輸出信號(hào)作為各芯片的片選信號(hào)，將其分別連接到存儲(chǔ)器芯片的片選端。選信號(hào)，將其分別連接到存儲(chǔ)器芯片的片選端。例：用例：用4片片6264（8K8位）的存儲(chǔ)芯片擴(kuò)展成位）的存儲(chǔ)芯片擴(kuò)展成32K8位存儲(chǔ)器位存儲(chǔ)器分析：分析：A13、A14、A15連連74LS138的的A、B、CA16、A17、A18、A19及及M/IO作為譯碼器選通控制線作為譯碼器選通控制線74LS138的的Y0、Y1、Y2、Y3分別連通存儲(chǔ)芯片分別連通存儲(chǔ)芯片第第5章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器475.4.2 譯碼方法與地址范圍計(jì)算譯碼方法與地址范圍計(jì)算1#D0 D7A12 A0WEOECS

45、2#D0 D7A12 A0WEOECS3#D0 D7A12 A0WEOECS4#D0 D7A12 A0WEOECS&1WRRDM/IOA19A18A17A16A15A14A13A12A0D0D78088Y3Y2Y1Y0G1G2AG2BCBA第第5章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器485.4.2 譯碼方法與地址范圍計(jì)算譯碼方法與地址范圍計(jì)算例：用例：用4片片6264（8K8位）的存儲(chǔ)芯片擴(kuò)展成位）的存儲(chǔ)芯片擴(kuò)展成32K8位存儲(chǔ)器位存儲(chǔ)器分析：分析：整個(gè)整個(gè)32K8位存儲(chǔ)區(qū)的地址空間為位存儲(chǔ)區(qū)的地址空間為80000H87FFFH，各片，各片存儲(chǔ)器地址范圍存儲(chǔ)器地址范圍芯片芯片片選地址線片選地址線 /

46、高位地址線高位地址線片內(nèi)地址線片內(nèi)地址線地址范圍地址范圍A19 A18 A17 A16A15 A14 A13 A12 A11 A1 A01#1 0 0 00 0 00 0 0 0 1 1 1 180000H 81FFFH2#1 0 0 00 0 10 0 0 0 1 1 1 182000H 83FFFH3#1 0 0 00 1 00 0 0 0 1 1 1 184000H 85FFFH4#1 0 0 00 1 10 0 0 0 1 1 1 186000H 87FFFH特點(diǎn)：特點(diǎn)：每個(gè)存儲(chǔ)器芯片的地址范圍是唯一的每個(gè)存儲(chǔ)器芯片的地址范圍是唯一的各芯片之間的地址范圍是連續(xù)的各芯片之間的地址范圍是連

47、續(xù)的第第5章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器495.4.2 譯碼方法與地址范圍計(jì)算譯碼方法與地址范圍計(jì)算部分譯碼法的片選控制部分譯碼法的片選控制部分譯碼法：部分譯碼法：指片選地址線中僅有一部分參加譯碼指片選地址線中僅有一部分參加譯碼特點(diǎn)：特點(diǎn)：可保證存儲(chǔ)器芯片的地址連續(xù)可保證存儲(chǔ)器芯片的地址連續(xù)但一個(gè)存儲(chǔ)單元會(huì)對(duì)應(yīng)多個(gè)地址，即地址重疊但一個(gè)存儲(chǔ)單元會(huì)對(duì)應(yīng)多個(gè)地址，即地址重疊例：用例：用4片片6264（8K8位）的存儲(chǔ)芯片擴(kuò)展成位）的存儲(chǔ)芯片擴(kuò)展成32K8位存儲(chǔ)器位存儲(chǔ)器分析：分析：l高位地址線高位地址線A13A17經(jīng)譯碼器譯經(jīng)譯碼器譯碼輸出作為片選信號(hào)碼輸出作為片選信號(hào)l高位地址線高位地址線A18

48、、A19不參加譯碼不參加譯碼l地位地址線地位地址線A0A12直接與存儲(chǔ)芯直接與存儲(chǔ)芯片的地址線片的地址線A0A12連接連接4# CS3# CS2# CS1# CS1Y3Y2Y1Y0G1G2AG2BCBAM/IOA19A18A17A16A15A14A13A12A08088接譯碼器芯片本身的地址線接譯碼器芯片本身的地址線第第5章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器505.4.2 譯碼方法與地址范圍計(jì)算譯碼方法與地址范圍計(jì)算例：用例：用4片片6264（8K8位）的存儲(chǔ)芯片擴(kuò)展成位）的存儲(chǔ)芯片擴(kuò)展成32K8位存儲(chǔ)器位存儲(chǔ)器分析：分析：使使32KB存儲(chǔ)器中的任意存儲(chǔ)單元對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)器中的任意存儲(chǔ)單元對(duì)應(yīng)4個(gè)地址個(gè)地

49、址地址重疊地址重疊設(shè)設(shè)A18=A19=0,則則32KB的的RAM存儲(chǔ)單元地址為存儲(chǔ)單元地址為0000H07FFFH芯片芯片片選地址線片選地址線 / 高位地址線高位地址線片內(nèi)地址線片內(nèi)地址線地址范圍地址范圍A19 A18 A17 A16A15 A14 A13 A12 A11 A1 A01#0 0 0 00 0 00 0 0 0 1 1 1 100000H 01FFFH2#0 0 0 00 0 10 0 0 0 1 1 1 102000H 03FFFH3#0 0 0 00 1 00 0 0 0 1 1 1 104000H 05FFFH4#0 0 0 00 1 10 0 0 0 1 1 1 1060

50、00H 07FFFH設(shè)設(shè)A18=0, A19=1, 則則32KB的的RAM存儲(chǔ)地址為：存儲(chǔ)地址為：4000H47FFFH設(shè)設(shè)A18=1, A19=0, 則則32KB的的RAM存儲(chǔ)地址為：存儲(chǔ)地址為：8000H87FFFH設(shè)設(shè)A18=1, A19=1, 則則32KB的的RAM存儲(chǔ)地址為：存儲(chǔ)地址為：C000HC7FFFH第第5章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器515.4.2 譯碼方法與地址范圍計(jì)算譯碼方法與地址范圍計(jì)算線選法的片選控制線選法的片選控制線選法：線選法：即線性選擇法，指直接用高位地址線中的某一位作為某一存即線性選擇法，指直接用高位地址線中的某一位作為某一存儲(chǔ)器芯片的片選控制信號(hào)，用地位地

51、址線實(shí)現(xiàn)對(duì)芯片的片內(nèi)尋址。儲(chǔ)器芯片的片選控制信號(hào)，用地位地址線實(shí)現(xiàn)對(duì)芯片的片內(nèi)尋址。特點(diǎn)：特點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，不需外加硬件電路實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，不需外加硬件電路芯片間的地址不連續(xù)芯片間的地址不連續(xù)不會(huì)造成地址重疊不會(huì)造成地址重疊例：例：CPU16條地址線條地址線A0A15，系統(tǒng)存儲(chǔ)器由，系統(tǒng)存儲(chǔ)器由3片片RAM6116(2K8位位)和和2片片EPROM2716(2K8位位)構(gòu)成構(gòu)成分析：分析：A0A10連片內(nèi)地址線連片內(nèi)地址線A11A15作片選地址線作片選地址線注意：注意：軟件必須保證片選地址線中只能有一位有效軟件必須保證片選地址線中只能有一位有效西安工業(yè)大學(xué)5.4 CPU與存儲(chǔ)器連接與存儲(chǔ)器連接5.4.

52、1 CPU與存儲(chǔ)器的連接方法與存儲(chǔ)器的連接方法5.4.2 譯碼方法與地址范圍計(jì)算譯碼方法與地址范圍計(jì)算5.4.3 連接舉例連接舉例第第5章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器535.4.3 連接舉例連接舉例例例1：采用采用8086處理器，構(gòu)成處理器，構(gòu)成32K8位存儲(chǔ)系統(tǒng)，前位存儲(chǔ)系統(tǒng)，前16KB用用EPROM 2764（8K8），后），后16KB用用SRAM6264（8K8）要求：要求：EPROM地址范圍：地址范圍：00000H03FFFHSRAM地址范圍：地址范圍：04000H07FFFH整個(gè)地址空間連續(xù)，無(wú)地址重疊整個(gè)地址空間連續(xù)，無(wú)地址重疊譯碼器采用譯碼器采用74LS1381. 計(jì)算所需芯片的

53、個(gè)數(shù)：計(jì)算所需芯片的個(gè)數(shù)：16KB的的EPROM存儲(chǔ)系統(tǒng)需存儲(chǔ)系統(tǒng)需2764芯片：芯片：2片片16KB的的SRAM存儲(chǔ)系統(tǒng)需存儲(chǔ)系統(tǒng)需6264芯片：芯片：2片片第第5章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器545.4.3 連接舉例連接舉例2. 選擇譯碼方法與計(jì)算芯片地址范圍：選擇譯碼方法與計(jì)算芯片地址范圍：根據(jù)題目要求，選擇全譯碼法的片選控制根據(jù)題目要求，選擇全譯碼法的片選控制高位地址高位地址A19A13參與譯碼，參與譯碼，A12A0作為芯片片內(nèi)地址選擇作為芯片片內(nèi)地址選擇芯片芯片片選地址線片選地址線 / / 高位地址線高位地址線片內(nèi)地址線片內(nèi)地址線地址范圍地址范圍A19 A18 A17 A16A15

54、A14 A13 A12 A11 A1 A01# 27640 0 0 00 0 00 0 0 0 1 1 1 100000H 01FFFH2# 27640 0 0 00 0 10 0 0 0 1 1 1 102000H 03FFFH1# 62640 0 0 00 1 00 0 0 0 1 1 1 104000H 05FFFH2# 62640 0 0 00 1 10 0 0 0 1 1 1 106000H 07FFFH3. 存儲(chǔ)器芯片與存儲(chǔ)器芯片與CPU連接：連接：第第5章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器555.4.3 連接舉例連接舉例WRRDM/IOA19A18A17A16A15A14A13A12A

55、0D0D78088&1Y3Y2Y1Y0G1G2AG2BCBA74LS1382764(1#)D0 D7A12 A0PGMOECEVpp2764(2#)D0 D7A12 A0PGMOECEVpp6264(1#)D0 D7A12 A0WEOECS1CS26264(2#)D0 D7A12 A0WEOECS1CS2+5V+5V+5V+5V西安工業(yè)大學(xué)第第5章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器5.1概述概述5.2 隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器5.3 只讀存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器5.4 CPU與存儲(chǔ)器連接與存儲(chǔ)器連接5.5 內(nèi)存管理內(nèi)存管理第第5章章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器575.5 內(nèi)存管理內(nèi)存管理80X86系列系列CPU的工作模式的工作模式：不同不同CPU的尋址范圍的尋址范圍CPU數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線地址總線地址總線尋址范圍尋址范圍支持操作系統(tǒng)支持操作系統(tǒng)80868位位20位位1MB實(shí)方式實(shí)方式8028616位位24位位16M