微機(jī)接口原理第5章

1、第五章第五章1第五章第五章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器教學(xué)目的教學(xué)目的：了解半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的分類了解半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的分類掌握地址譯碼的方法掌握地址譯碼的方法掌握存儲(chǔ)器的應(yīng)用掌握存儲(chǔ)器的應(yīng)用掌握存儲(chǔ)器的容量擴(kuò)充掌握存儲(chǔ)器的容量擴(kuò)充了解存儲(chǔ)器擴(kuò)展技術(shù)了解存儲(chǔ)器擴(kuò)展技術(shù)25.1 5.1 存儲(chǔ)器概述存儲(chǔ)器概述 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的存儲(chǔ)器包括內(nèi)存儲(chǔ)器和外存儲(chǔ)器兩大微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的存儲(chǔ)器包括內(nèi)存儲(chǔ)器和外存儲(chǔ)器兩大類。任何程序和數(shù)據(jù)必須進(jìn)駐內(nèi)存儲(chǔ)器后才能執(zhí)行，因此，內(nèi)類。任何程序和數(shù)據(jù)必須進(jìn)駐內(nèi)存儲(chǔ)器后才能執(zhí)行，因此，內(nèi)存儲(chǔ)器也稱為主存儲(chǔ)器。它比外存儲(chǔ)器存取速度快，存儲(chǔ)容量存儲(chǔ)器也稱為主存儲(chǔ)器。它比外存儲(chǔ)器存取速度快，存儲(chǔ)容

2、量??；外存儲(chǔ)器也稱輔助存儲(chǔ)器，屬于計(jì)算機(jī)的外部設(shè)備，常用?。煌獯鎯?chǔ)器也稱輔助存儲(chǔ)器，屬于計(jì)算機(jī)的外部設(shè)備，常用的有磁盤、光盤和的有磁盤、光盤和U U盤等，存儲(chǔ)容量大，存取速度慢。盤等，存儲(chǔ)容量大，存取速度慢。 31.1.半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的分類半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的分類 內(nèi)存儲(chǔ)器主要由半導(dǎo)體材料構(gòu)成，也稱半導(dǎo)體存儲(chǔ)器。內(nèi)存儲(chǔ)器主要由半導(dǎo)體材料構(gòu)成，也稱半導(dǎo)體存儲(chǔ)器。按制造工藝，半導(dǎo)體存儲(chǔ)器可以分為按制造工藝，半導(dǎo)體存儲(chǔ)器可以分為雙極型半導(dǎo)體存儲(chǔ)器雙極型半導(dǎo)體存儲(chǔ)器和和金屬氧化物型半導(dǎo)體存儲(chǔ)器金屬氧化物型半導(dǎo)體存儲(chǔ)器兩類。兩類。 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器按照工作方式，可分為半導(dǎo)體存儲(chǔ)器按照工作方式，可分為隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器隨

3、機(jī)讀寫存儲(chǔ)器RAM和只讀存儲(chǔ)器和只讀存儲(chǔ)器ROM兩大類。兩大類。 4 制造工藝制造工藝: MOS RAM（1 1）、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（）、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAMRAM）5（2 2）、）、只讀存儲(chǔ)器（只讀存儲(chǔ)器（ROMROM）只讀存儲(chǔ)器62.2.存儲(chǔ)器的性能指標(biāo)存儲(chǔ)器的性能指標(biāo)（1 1）存儲(chǔ)容量存儲(chǔ)容量 存儲(chǔ)容量是指存儲(chǔ)器所能容納二進(jìn)制信息的總量。存儲(chǔ)容量是指存儲(chǔ)器所能容納二進(jìn)制信息的總量。 能存儲(chǔ)能存儲(chǔ)1 1位二進(jìn)制信息的物理器件稱為位二進(jìn)制信息的物理器件稱為存儲(chǔ)元存儲(chǔ)元，多個(gè)存儲(chǔ)元構(gòu)成，多個(gè)存儲(chǔ)元構(gòu)成存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)芯片就是由若干個(gè)存儲(chǔ)單元構(gòu)成。，存儲(chǔ)芯片就是由若干個(gè)存儲(chǔ)單元構(gòu)成。 存儲(chǔ)

4、容量表示為存儲(chǔ)容量表示為“存儲(chǔ)單元個(gè)數(shù)存儲(chǔ)單元個(gè)數(shù)每個(gè)存儲(chǔ)單元位數(shù)每個(gè)存儲(chǔ)單元位數(shù)” 如：如：SRAMSRAM芯片芯片62646264，它的容量為，它的容量為8K8K8 8，每個(gè)存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)，每個(gè)存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)8 8位位二進(jìn)制信息、它有二進(jìn)制信息、它有8K8K個(gè)存儲(chǔ)單元；個(gè)存儲(chǔ)單元； 再如：再如：DRAMDRAM芯片芯片NMC41257NMC41257的容量為的容量為256K256K1 1，即它有，即它有256K256K個(gè)單元，個(gè)單元，每個(gè)單元存儲(chǔ)每個(gè)單元存儲(chǔ)1 1位二進(jìn)制數(shù)據(jù)位二進(jìn)制數(shù)據(jù); ;7（2 2）存取速度存取速度 存取速度通常用存取時(shí)間來衡量。存取時(shí)間又稱為訪問時(shí)間或存取速度通常用存取

5、時(shí)間來衡量。存取時(shí)間又稱為訪問時(shí)間或讀讀/ /寫時(shí)間，它是指從啟動(dòng)一次存儲(chǔ)器操作（讀或?qū)懀┑酵瓿稍摬僮鲗憰r(shí)間，它是指從啟動(dòng)一次存儲(chǔ)器操作（讀或?qū)懀┑酵瓿稍摬僮魉枰臅r(shí)間。所需要的時(shí)間。SRAMSRAM：60nS60nS，DRAMDRAM：120-250nS120-250nS。 連續(xù)兩次獨(dú)立的存儲(chǔ)器讀連續(xù)兩次獨(dú)立的存儲(chǔ)器讀/ /寫操作所需的最小時(shí)間間隔稱為存儲(chǔ)寫操作所需的最小時(shí)間間隔稱為存儲(chǔ)周期。周期。 （3 3）可靠性可靠性 可靠性是指在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，存儲(chǔ)器無故障讀可靠性是指在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，存儲(chǔ)器無故障讀/ /寫的概率。通常寫的概率。通常用平均無故障時(shí)間用平均無故障時(shí)間MTBFMTBF（me

6、an time between failuresmean time between failures）來衡量可）來衡量可靠性。靠性。MTBFMTBF可以理解為兩次故障之間的平均時(shí)間間隔，越長說明存儲(chǔ)可以理解為兩次故障之間的平均時(shí)間間隔，越長說明存儲(chǔ)器的性能越好。器的性能越好。 目前平均目前平均MTBFMTBF：5 510106 6-1-110108 8小時(shí)。小時(shí)。8（4 4）功耗功耗 功耗反映存儲(chǔ)器件耗電的多少，同時(shí)也反映了其發(fā)熱的程度。功耗反映存儲(chǔ)器件耗電的多少，同時(shí)也反映了其發(fā)熱的程度。功耗越小，存儲(chǔ)器件的工作穩(wěn)定性越好。大多數(shù)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的維功耗越小，存儲(chǔ)器件的工作穩(wěn)定性越好。大多數(shù)半導(dǎo)

7、體存儲(chǔ)器的維持功耗小于工作功耗。持功耗小于工作功耗。95.2 5.2 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAMRAM） MOS型隨機(jī)存取存儲(chǔ)器型隨機(jī)存取存儲(chǔ)器RAM按工作原理分為靜態(tài)按工作原理分為靜態(tài)RAM（SRAM）和動(dòng)態(tài)）和動(dòng)態(tài)RAM（DRAM）。）。 靜態(tài)靜態(tài)RAM以觸發(fā)器為基本存儲(chǔ)電路，保存的數(shù)據(jù)不需要刷新。以觸發(fā)器為基本存儲(chǔ)電路，保存的數(shù)據(jù)不需要刷新。與動(dòng)態(tài)與動(dòng)態(tài)RAM比較，它的存取速度快，集成度低，功耗大。比較，它的存取速度快，集成度低，功耗大。 動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)RAM以電容作為基本存儲(chǔ)電路，每隔一段時(shí)間需要刷新一以電容作為基本存儲(chǔ)電路，每隔一段時(shí)間需要刷新一次。它的集成度高，成本低。次。它

8、的集成度高，成本低。 105.2.1 MOS5.2.1 MOS型靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（型靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（SRAMSRAM） 1.基本存儲(chǔ)元電路基本存儲(chǔ)元電路 MOS型靜態(tài)型靜態(tài)RAM基于基于雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作原理保存的工作原理保存信息。它的一個(gè)基本存儲(chǔ)元的電路結(jié)構(gòu)如圖信息。它的一個(gè)基本存儲(chǔ)元的電路結(jié)構(gòu)如圖5-1所示。所示。 11圖圖5-1 靜態(tài)靜態(tài)RAM的基本存儲(chǔ)元電路的基本存儲(chǔ)元電路122. MOS2. MOS型靜態(tài)型靜態(tài)RAMRAM芯片的組成結(jié)構(gòu)芯片的組成結(jié)構(gòu) MOS型靜態(tài)型靜態(tài)RAM芯片由存儲(chǔ)體和外圍電路（地址譯碼器、芯片由存儲(chǔ)體和外圍電路（地址譯碼器、I/O緩沖器和讀寫控

9、制電路等）組成。存儲(chǔ)體由許多個(gè)存儲(chǔ)元組緩沖器和讀寫控制電路等）組成。存儲(chǔ)體由許多個(gè)存儲(chǔ)元組成，這些存儲(chǔ)元通常以矩陣的形式排列。成，這些存儲(chǔ)元通常以矩陣的形式排列。 如下圖如下圖5-2所示，存儲(chǔ)體是由所示，存儲(chǔ)體是由6464個(gè)六管靜態(tài)存儲(chǔ)元電個(gè)六管靜態(tài)存儲(chǔ)元電路組成的存儲(chǔ)矩陣，采用行列地址單獨(dú)譯碼的雙譯碼方式，路組成的存儲(chǔ)矩陣，采用行列地址單獨(dú)譯碼的雙譯碼方式，X地地址譯碼器輸出址譯碼器輸出X0X63共共64條行選線，每一行選線選擇一行，條行選線，每一行選線選擇一行，一行有一行有64個(gè)存儲(chǔ)元電路；個(gè)存儲(chǔ)元電路；Y地址譯碼器輸出地址譯碼器輸出Y0Y63共共64條列條列選線，每一列選線選擇一列，一列

10、有選線，每一列選線選擇一列，一列有64個(gè)存儲(chǔ)元電路。同一列個(gè)存儲(chǔ)元電路。同一列的的64個(gè)存儲(chǔ)元電路共用一條位線，由列選線控制與個(gè)存儲(chǔ)元電路共用一條位線，由列選線控制與I/O端的連通。端的連通。只有行、列均被選中的存儲(chǔ)元電路，才能進(jìn)行讀或?qū)懙牟僮鳌Ｖ挥行?、列均被選中的存儲(chǔ)元電路，才能進(jìn)行讀或?qū)懙牟僮鳌?3圖圖5-2 靜態(tài)靜態(tài)RAM的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)143.3.靜態(tài)靜態(tài)RAMRAM芯片舉例芯片舉例 常用的常用的SRAM芯片有芯片有6116（2K8）、）、6232（4K8）、）、6264（8K8）、）、62128（16KX8）和）和62256（32K8）等。）等。 下面以典型的下面以典型的SRAM芯片芯片

11、6264為例，說明它的外部特性及為例，說明它的外部特性及工作過程。工作過程。15（1 1）外部引腳）外部引腳地址線：地址線：A0A12數(shù)據(jù)線：數(shù)據(jù)線：D0D7輸出允許信號：輸出允許信號：OE寫允許信號：寫允許信號：WE選片信號：選片信號：CS1，CS2WECS1CS2OED0D700 1X寫入1010讀出讀出X00X三態(tài)（高阻）X11XX10X1617（2）6264的工作過程的工作過程圖5-5 SRAM 6264讀操作時(shí)序圖18 存儲(chǔ)器芯片的應(yīng)用就是將芯片正確地接入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。根存儲(chǔ)器芯片的應(yīng)用就是將芯片正確地接入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。根據(jù)據(jù)CPU要求的地址范圍，將芯片上的各種信號與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的地要求的

12、地址范圍，將芯片上的各種信號與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的地址線、數(shù)據(jù)線和控制線，連接在一起，存儲(chǔ)器芯片就接入了計(jì)算址線、數(shù)據(jù)線和控制線，連接在一起，存儲(chǔ)器芯片就接入了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。機(jī)系統(tǒng)。l 地址線的連接：地址線的連接：和系統(tǒng)和系統(tǒng)CPUCPU的低位相連。的低位相連。 l 數(shù)據(jù)線的連接：數(shù)據(jù)線的連接：和系統(tǒng)數(shù)據(jù)線相連和系統(tǒng)數(shù)據(jù)線相連。 l 控制信號線的連接控制信號線的連接 ：讀讀/ /寫，片選寫，片選。5.2.2 5.2.2 靜態(tài)靜態(tài)RAMRAM芯片應(yīng)用芯片應(yīng)用 6264D0D7A0A12WEOECS1CS2A0A12MEMWMEMR譯碼譯碼電路電路高位地高位地址信號址信號D0D719RAMRAM芯片應(yīng)用芯片

13、應(yīng)用將系統(tǒng)中剩余的地址信號通過一組電路轉(zhuǎn)換為一個(gè)輸出信號，將系統(tǒng)中剩余的地址信號通過一組電路轉(zhuǎn)換為一個(gè)輸出信號，與芯片的片選信號連接在一起，稱為與芯片的片選信號連接在一起，稱為地址譯碼地址譯碼。 地址譯碼是存儲(chǔ)器芯片應(yīng)用的核心和關(guān)鍵。地址譯碼是存儲(chǔ)器芯片應(yīng)用的核心和關(guān)鍵。 地址譯碼的方法有：地址譯碼的方法有：全地址譯碼全地址譯碼和和部分地址譯碼部分地址譯碼。20地址譯碼地址譯碼1.1.全地址譯碼全地址譯碼 全地址譯碼就是把系統(tǒng)中全部地址線與芯片連接，其中高位地全地址譯碼就是把系統(tǒng)中全部地址線與芯片連接，其中高位地址線經(jīng)過譯碼電路譯碼后作為芯片的片選信號；低位地址線與系統(tǒng)址線經(jīng)過譯碼電路譯碼后作

14、為芯片的片選信號；低位地址線與系統(tǒng)中的相應(yīng)地址線一對一連接。中的相應(yīng)地址線一對一連接。 【例例5-1】 6264芯片的地址范圍為芯片的地址范圍為F8000HF9FFFH，要求以全，要求以全地址譯碼方式將地址譯碼方式將6264芯片接入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。芯片接入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 將芯片的地址范圍以二進(jìn)制形式表示，如下圖將芯片的地址范圍以二進(jìn)制形式表示，如下圖5-65-6所示所示。 圖圖5-6 地址譯碼設(shè)計(jì)地址譯碼設(shè)計(jì)21譯碼電路的設(shè)計(jì)有兩種方法：一種是利用基本的邏輯門電路搭建譯譯碼電路的設(shè)計(jì)有兩種方法：一種是利用基本的邏輯門電路搭建譯碼器，另一種是利用專用的譯碼器芯片譯碼。碼器，另一種是利用專用的譯碼器芯片

15、譯碼。 見見 圖圖5-7 6264 全地址譯碼方案全地址譯碼方案1圖圖5-7 6264全地址譯碼方案全地址譯碼方案122與非門：輸出端為低電平（與非門：輸出端為低電平（0）時(shí)，輸入端均為）時(shí)，輸入端均為高電平（高電平（1） 見見 圖圖5-8 6264 全地址譯碼方案全地址譯碼方案2圖圖5-7 6264全地址譯碼方案全地址譯碼方案223或門：輸出端為低電平（或門：輸出端為低電平（0）時(shí)，輸入端均為低電平（）時(shí)，輸入端均為低電平（0） 利用基本的邏輯門電路搭建利用基本的邏輯門電路搭建譯碼器的缺點(diǎn)是有多少片存儲(chǔ)芯譯碼器的缺點(diǎn)是有多少片存儲(chǔ)芯片就要設(shè)計(jì)多少套譯碼電路器，片就要設(shè)計(jì)多少套譯碼電路器，從整

16、體上看，設(shè)計(jì)復(fù)雜，不易修從整體上看，設(shè)計(jì)復(fù)雜，不易修改。而利用專用的譯碼器芯片譯改。而利用專用的譯碼器芯片譯碼，方法簡單，使用方便。碼，方法簡單，使用方便。圖圖5-9是利用譯碼器芯片是利用譯碼器芯片74LS138實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)【例例5-1】的電路的電路原理圖。原理圖。圖圖5-9 6264全地址全地址138譯碼方案譯碼方案3242.2.部分地址譯碼部分地址譯碼部分地址譯碼就是只使用系統(tǒng)部分地址譯碼就是只使用系統(tǒng)地址總線中的一部分與芯片中的地址總線中的一部分與芯片中的地址線相連。地址線相連。圖圖5-10中，地址譯碼電路只使中，地址譯碼電路只使用了用了A13A17共共5根線，根線，A18和和A19未用。未

17、用。 圖圖5-10 6264部分地址譯碼部分地址譯碼25除此以外，還有一種地址譯碼方式：線性譯碼。如圖除此以外，還有一種地址譯碼方式：線性譯碼。如圖5-125-12所示。所示。 只使用一根地只使用一根地址線址線A19作為片選作為片選信號，為低電平時(shí)信號，為低電平時(shí)選中一片，高電平選中一片，高電平選中另一片。選中另一片。CPU整個(gè)的地址空間分整個(gè)的地址空間分為兩部分，兩個(gè)芯為兩部分，兩個(gè)芯片各占一部分。片各占一部分。圖圖5-12 6264線性地址譯碼線性地址譯碼26【例例5-2】 用用SRAM6116芯片設(shè)計(jì)一個(gè)芯片設(shè)計(jì)一個(gè)4KB的存儲(chǔ)器，地址范圍為的存儲(chǔ)器，地址范圍為32000H32FFFH，

18、要求使用全地址譯碼方式。，要求使用全地址譯碼方式。圖5-13 6116引線圖SRAM6116是是2KX8的存儲(chǔ)器芯片，的存儲(chǔ)器芯片，具有具有11根地址線根地址線A0A10，8根數(shù)據(jù)線根數(shù)據(jù)線D0D7，寫控制信號，寫控制信號WE，輸出允，輸出允許信號許信號OE，片選信號，片選信號CS。外部引。外部引線如圖線如圖5-13所示。所示。270 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 327FFH地址總線A19A18A17A16A15A14A13A12 A11A10 .A8 A7 .A4 A3 . A00 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1

19、 1 1 132000H32800H32FFFH0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 0 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 16116譯碼分析如下：譯碼分析如下：6116存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)系統(tǒng)連接圖如下：存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)系統(tǒng)連接圖如下：285.2.3 MOS5.2.3 MOS型動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（型動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（DRAMDRAM）1.單管基本存儲(chǔ)元電路單管基本存儲(chǔ)元電路單管動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)元電路如圖單管動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)元電路如圖5-16所示，它由一個(gè)所示，它由一個(gè)MOS管管T1和一個(gè)電容和一個(gè)電容C構(gòu)成。構(gòu)成。 T T1 1字選線字選線（地

20、址選擇線地址選擇線）存儲(chǔ)電容存儲(chǔ)電容C C位線位線D D( (數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線) )分布電容分布電容C CD D圖5-16 單管動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)元的電路292.DRAM芯片芯片21642164含有含有64K個(gè)存儲(chǔ)單元，每個(gè)單元存儲(chǔ)個(gè)存儲(chǔ)單元，每個(gè)單元存儲(chǔ)1位信息。位信息。 A0A7：地址輸入線，分時(shí)復(fù)用。：地址輸入線，分時(shí)復(fù)用。 DIN：數(shù)據(jù)輸入：數(shù)據(jù)輸入 DOUT：數(shù)據(jù)輸出：數(shù)據(jù)輸出 RAS：行地址鎖存信號，將行地址鎖存在芯：行地址鎖存信號，將行地址鎖存在芯片內(nèi)部的行地址鎖存器中。片內(nèi)部的行地址鎖存器中。 CAS：列地址鎖存信號，將列地址鎖存在芯：列地址鎖存信號，將列地址鎖存在芯片內(nèi)部的列地址鎖存器中。

21、片內(nèi)部的列地址鎖存器中。 WE：寫允許信號。當(dāng)它為低電平時(shí)，允許：寫允許信號。當(dāng)它為低電平時(shí)，允許將數(shù)據(jù)寫入。當(dāng)它為高電平時(shí)，允許讀出數(shù)將數(shù)據(jù)寫入。當(dāng)它為高電平時(shí)，允許讀出數(shù)據(jù)。據(jù)。 圖5-17 2164A外部引腳圖305.2.4 5.2.4 存儲(chǔ)器擴(kuò)展存儲(chǔ)器擴(kuò)展存儲(chǔ)器擴(kuò)展包括位擴(kuò)展、字?jǐn)U展和字位擴(kuò)展三種方式。存儲(chǔ)器擴(kuò)展包括位擴(kuò)展、字?jǐn)U展和字位擴(kuò)展三種方式。 1. 1. 位擴(kuò)展位擴(kuò)展 如果系統(tǒng)構(gòu)成存儲(chǔ)字長不足，需要進(jìn)行位擴(kuò)展。如果系統(tǒng)構(gòu)成存儲(chǔ)字長不足，需要進(jìn)行位擴(kuò)展。 位擴(kuò)展之前，首先將兩片或多片存儲(chǔ)芯片組合位擴(kuò)展之前，首先將兩片或多片存儲(chǔ)芯片組合。 組合的方法是將每個(gè)存儲(chǔ)芯片的地址線和控制線

22、（包括片選信號組合的方法是將每個(gè)存儲(chǔ)芯片的地址線和控制線（包括片選信號線、讀線、讀/寫信號線等）全部一對一地接在一起，將它們的數(shù)據(jù)線分別寫信號線等）全部一對一地接在一起，將它們的數(shù)據(jù)線分別引出作為字節(jié)的不同位。引出作為字節(jié)的不同位。 將這個(gè)組合當(dāng)做一片字長滿足需要的芯片，運(yùn)用將這個(gè)組合當(dāng)做一片字長滿足需要的芯片，運(yùn)用5.2.2節(jié)講到的節(jié)講到的存儲(chǔ)器芯片存儲(chǔ)器芯片(假設(shè)某假設(shè)某SRAM的存儲(chǔ)容量為：的存儲(chǔ)容量為：4KX4)接入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的方接入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的方法，將其接入系統(tǒng)。如下圖法，將其接入系統(tǒng)。如下圖5-20所示。所示。 31A11A0D3D04K 4SRAMA11A0D3D04K 4SRA

23、MA11A0A11A0D3D0D7D4地址總線AB數(shù)據(jù)總線DBR/WCS讀/寫信號選片信號4KB存儲(chǔ)模塊圖5-20 用4K4位的SRAM芯片進(jìn)行位擴(kuò)展32地址總線地址總線ABA7A0A15A8A7A0A15A8A7A0A15A8A7A064KbD7WERASCASA7A064KbD6WERASCASA7A064KbD0WERASCASWERASCASD5D1數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線DB64KBMEMW行選行選列選列選用8個(gè)2164構(gòu)成容量為64KB的存儲(chǔ)器34 位擴(kuò)展連接方法歸納如下：( (1 1) )芯片的地址線全部并聯(lián)且與地址總線相應(yīng)連接芯片的地址線全部并聯(lián)且與地址總線相應(yīng)連接( (2 2) )片

24、選信號線并聯(lián)，連接到地址譯碼器的輸出端片選信號線并聯(lián)，連接到地址譯碼器的輸出端( (3 3) )讀寫控制信號并聯(lián)，連接到控制總線的存儲(chǔ)器讀寫控制信號并聯(lián)，連接到控制總線的存儲(chǔ)器 讀讀/ /寫控制線上寫控制線上; ;( (4 4) )不同芯片的數(shù)據(jù)線連接到數(shù)據(jù)總線不同位上。不同芯片的數(shù)據(jù)線連接到數(shù)據(jù)總線不同位上。2.2.字?jǐn)U展字?jǐn)U展 字?jǐn)U展是對存儲(chǔ)空間的擴(kuò)展，就是要增加存儲(chǔ)單元的個(gè)數(shù)。字?jǐn)U展是對存儲(chǔ)空間的擴(kuò)展，就是要增加存儲(chǔ)單元的個(gè)數(shù)。 字?jǐn)U展的方法是：將每個(gè)芯片的地址信號、數(shù)據(jù)信號和讀字?jǐn)U展的方法是：將每個(gè)芯片的地址信號、數(shù)據(jù)信號和讀/ /寫寫控制信號等一對一地與系統(tǒng)總線中的相應(yīng)信號線相連，將

25、各芯片的控制信號等一對一地與系統(tǒng)總線中的相應(yīng)信號線相連，將各芯片的片選信號與地址譯碼器的輸出信號相連，如圖片選信號與地址譯碼器的輸出信號相連，如圖5-215-21所示。所示。A10A0D7D02K 8SRAMA10A0D7D02K 8SRAMA10A0A10A0D7D0D7D0地址總線AB數(shù)據(jù)總線DBR/WCS讀/寫信號4KB存儲(chǔ)模塊譯碼電路Y0Y1R/WCS圖圖5-21字?jǐn)U展連接示意圖字?jǐn)U展連接示意圖 353.3.字位擴(kuò)展字位擴(kuò)展 在構(gòu)成存儲(chǔ)器時(shí)，常常是既要進(jìn)行位擴(kuò)展又要進(jìn)行字?jǐn)U展才能滿在構(gòu)成存儲(chǔ)器時(shí)，常常是既要進(jìn)行位擴(kuò)展又要進(jìn)行字?jǐn)U展才能滿足存儲(chǔ)容量的要求。擴(kuò)展需要的芯片數(shù)量可以利用公式計(jì)

26、算。足存儲(chǔ)容量的要求。擴(kuò)展需要的芯片數(shù)量可以利用公式計(jì)算。 假如要構(gòu)成一個(gè)容量為假如要構(gòu)成一個(gè)容量為MN位的存儲(chǔ)器，若使用位的存儲(chǔ)器，若使用Bb位的芯片位的芯片（BM，bN），則構(gòu)成這個(gè)存儲(chǔ)器需要：（），則構(gòu)成這個(gè)存儲(chǔ)器需要：（M / B）（N / b）個(gè)存儲(chǔ)器芯片。個(gè)存儲(chǔ)器芯片。例如：用例如：用Intel 2164構(gòu)成容量為構(gòu)成容量為128KB的內(nèi)存，需要（的內(nèi)存，需要（128/64）（8/1）=16片片。 365.3 只讀存儲(chǔ)器（ROM） 只讀存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器ROMROM一般用于存放固定的程序，如一般用于存放固定的程序，如BIOSBIOS。常。常用的只讀存儲(chǔ)器類型有：掩膜式用的只讀存儲(chǔ)器類

27、型有：掩膜式ROMROM、可編程、可編程ROMROM（PROMPROM）、）、可擦除可編程可擦除可編程ROMROM（EPROMEPROM）、電可擦除可編程）、電可擦除可編程ROM ROM （E E2 2PROMPROM）和閃存（和閃存（Flash MemoryFlash Memory）。）。371.掩膜式掩膜式ROM 掩膜掩膜ROM存儲(chǔ)的信息是由生產(chǎn)廠家采用掩膜工藝（即光刻存儲(chǔ)的信息是由生產(chǎn)廠家采用掩膜工藝（即光刻圖形技術(shù)）直接寫入的。掩膜圖形技術(shù)）直接寫入的。掩膜ROM一旦制成其內(nèi)容不能改寫，一旦制成其內(nèi)容不能改寫，它適合存儲(chǔ)永久保存的程序和數(shù)據(jù)。它適合存儲(chǔ)永久保存的程序和數(shù)據(jù)。 根據(jù)制造技

28、術(shù)，掩膜型根據(jù)制造技術(shù)，掩膜型ROM又可分為又可分為MOS型和雙極性兩種。型和雙極性兩種。MOS型功耗小，但速度比較慢，微型機(jī)系統(tǒng)中用的型功耗小，但速度比較慢，微型機(jī)系統(tǒng)中用的ROM主要是主要是這種類型。雙極性速度比這種類型。雙極性速度比MOS型快，但功耗大，用在速度較高的型快，但功耗大，用在速度較高的系統(tǒng)中。系統(tǒng)中。382.可編程可編程ROM（PROM） 可編程可編程ROM是用戶可以是用戶可以將程序和數(shù)據(jù)寫入將程序和數(shù)據(jù)寫入ROM的只讀的只讀存儲(chǔ)器芯片，又稱為存儲(chǔ)器芯片，又稱為PROM。可編程只讀存儲(chǔ)器出廠時(shí)各單可編程只讀存儲(chǔ)器出廠時(shí)各單元內(nèi)容全為元內(nèi)容全為0，用戶可用專門，用戶可用專門的的

29、PROM寫入器將信息寫入。寫入器將信息寫入。 根據(jù)芯片的構(gòu)造，可編程根據(jù)芯片的構(gòu)造，可編程PROM可分為兩類：結(jié)破壞型可分為兩類：結(jié)破壞型和熔絲型。圖和熔絲型。圖5-22是熔絲型是熔絲型PROM的一個(gè)存儲(chǔ)元示意圖。的一個(gè)存儲(chǔ)元示意圖。字線字線位線位線DiDiVCC圖圖5-22 熔絲型熔絲型EPROM存儲(chǔ)電路示意圖存儲(chǔ)電路示意圖 393.3.可擦除可編程可擦除可編程ROM ROM （EPROMEPROM） EPROMEPROM（erasable programmable ROMerasable programmable ROM）是一種紫外線可擦除）是一種紫外線可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器，可以多次擦除

30、和寫入信息?？删幊讨蛔x存儲(chǔ)器，可以多次擦除和寫入信息。 其封裝方法與一般集成電路不同，有一個(gè)能通過紫外線的石其封裝方法與一般集成電路不同，有一個(gè)能通過紫外線的石英窗口，用紫外燈照射約英窗口，用紫外燈照射約2030分鐘，原信息就可以全部擦除。分鐘，原信息就可以全部擦除。擦擦除后各單元內(nèi)容均為除后各單元內(nèi)容均為FFHFFH，恢復(fù)到出廠狀態(tài)。，恢復(fù)到出廠狀態(tài)。 EPROMEPROM的擦除是對整個(gè)芯片進(jìn)行的，不能只擦除個(gè)別單元。擦的擦除是對整個(gè)芯片進(jìn)行的，不能只擦除個(gè)別單元。擦除用時(shí)較長，而且擦除和寫入都需要專用設(shè)備，使用不方便。因除用時(shí)較長，而且擦除和寫入都需要專用設(shè)備，使用不方便。因此，能夠在線擦

31、寫的此，能夠在線擦寫的E E2 2PROMPROM芯片近年來得到廣泛應(yīng)用。芯片近年來得到廣泛應(yīng)用。 一般情況下，一般情況下，EPROMEPROM中的信息能夠保存達(dá)幾十年之久。下面介中的信息能夠保存達(dá)幾十年之久。下面介紹一種典型的紹一種典型的EPROMEPROM芯片芯片27642764。40下面介紹下面介紹2764各引腳的含義。各引腳的含義。lA0A A1212：1313根地址輸入線。用于尋根地址輸入線。用于尋址片內(nèi)址片內(nèi)8 8K K個(gè)存儲(chǔ)個(gè)存儲(chǔ) 單元。單元。lD0D D7 7：8 8根雙向數(shù)據(jù)線。正常工作根雙向數(shù)據(jù)線。正常工作時(shí)輸出數(shù)據(jù)，編程時(shí)輸入數(shù)據(jù)時(shí)輸出數(shù)據(jù)，編程時(shí)輸入數(shù)據(jù)。lCE：選片信

32、號。低電平有效選片信號。低電平有效，0表示選中此芯片表示選中此芯片。lOE：輸出允許信號。低電平有效輸出允許信號。低電平有效， CE0且且OE0時(shí)，時(shí)，芯片中的數(shù)據(jù)芯片中的數(shù)據(jù)可由可由D0D7端輸出。端輸出。lPGM：編程脈沖輸入端。對編程脈沖輸入端。對EPROMEPROM編程時(shí)，在該端加上編程負(fù)脈沖。編程時(shí)，在該端加上編程負(fù)脈沖。讀操作時(shí)讀操作時(shí)1 1。lV VPPPP：編程電壓輸入端。編程時(shí)應(yīng)在編程電壓輸入端。編程時(shí)應(yīng)在該端加上編程高電壓，不同的芯片該端加上編程高電壓，不同的芯片對對 V VP PP P的 值 要 求 不 同 ， 常 見 是的 值 要 求 不 同 ， 常 見 是 +12.5

33、+12.5V V。 41EPROM:2764（2）2764的工作過程的工作過程 2764有三種工作方式：讀出、編程寫入和擦除。有三種工作方式：讀出、編程寫入和擦除。擦除后各單元內(nèi)容均為擦除后各單元內(nèi)容均為FFHFFH。4.電可擦除可編程電可擦除可編程ROM （E2PROM） EEPROM也稱也稱E2PROM（electrically erasable programmable ROM），是），是“電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器”的的英文縮寫。它是一種在線可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器。它能像英文縮寫。它是一種在線可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器。它能像RAM那樣隨機(jī)地讀寫，又能像那樣隨機(jī)地讀寫

34、，又能像ROM那樣掉電后信息不丟失。它的改寫那樣掉電后信息不丟失。它的改寫不需要專用編程設(shè)備，不需要編程高壓，不需要專用編程設(shè)備，不需要編程高壓，5V電壓即可進(jìn)行在線電壓即可進(jìn)行在線擦除和改寫，使用很方便。擦除和改寫，使用很方便。NMC98C64A是一個(gè)典型的是一個(gè)典型的EEPROM芯片。芯片。425. Flash 閃速存儲(chǔ)器（閃速存儲(chǔ)器（flash memory），簡稱），簡稱FlashFlash或閃存。它與或閃存。它與E E2 2PROMPROM類似，也是一種電擦寫型類似，也是一種電擦寫型ROMROM。與。與E E2 2PROMPROM 的主要區(qū)別是：的主要區(qū)別是： E E2 2PROMP

35、ROM 按按字節(jié)字節(jié)擦寫，速度慢；閃存按擦寫，速度慢；閃存按塊塊擦寫，速度快，一般在擦寫，速度快，一般在6565170ns170ns之間。之間。 FlashFlash芯片從結(jié)構(gòu)上分為串行傳輸和并行傳輸兩大類，串行芯片從結(jié)構(gòu)上分為串行傳輸和并行傳輸兩大類，串行FlashFlash能節(jié)約空間和成本，但存儲(chǔ)容量小，速度慢；并行能節(jié)約空間和成本，但存儲(chǔ)容量小，速度慢；并行FlashFlash存存儲(chǔ)容量大，速度快。儲(chǔ)容量大，速度快。 目前，目前，F(xiàn)lashFlash被廣泛應(yīng)用在微機(jī)系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)和智能儀器被廣泛應(yīng)用在微機(jī)系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)和智能儀器儀表等領(lǐng)域。儀表等領(lǐng)域。 435.4 5.4 高速緩沖存儲(chǔ)器高速緩沖存