微型計算機原理與接口技術[1]

1、第6章 存儲器 6.1 概述6.1.1 存儲器的分類 按信息存儲方式，半導體存儲器可分為隨機存取存儲器RAM和只讀存儲器ROM。1）隨機存取存儲器RAM計算機在運行期間，這種存儲器中的信息可隨時讀出或?qū)懭搿?）只讀存儲器ROM機器運行期間其信息只能讀出不能寫入。根據(jù)信息寫入的方式，常用的ROM類型有：掩膜式ROM、可編程ROM、可擦除PROM、電可擦除PROM、快速整體電擦除微型計算機原理與接口技術1雙極型RAM 隨機存取存儲器 靜態(tài)RAM （RAM） MOS型RAM半導體動態(tài)RAM存儲體 掩膜式ROM 可編程（PROM）只讀存儲器 紫外線可擦除PROM（EPROM） （ROM） 電可擦除PR

2、OM（E2PROM） 閃速存儲器FLASH MEMORY 圖6-1 半導體存儲器的分類微型計算機原理與接口技術16.1.2 半導體存儲器的性能指標1、存儲容量2、存取速度 內(nèi)存儲器的存取速度一般用最大存取時間或存取周期來描述。3、功耗 半導體存儲器的功耗包括“維持功耗”和“操作功耗”。4、可靠性 可靠性一般是指存儲器抗外界電磁場、溫度等因素變化干擾的能力。5、價格微型計算機原理與接口技術16.2 隨機存取存儲器RAM包括靜態(tài)RAM和動態(tài)RAM6.2.1 半導體存儲器一般結(jié)構(gòu)及組成圖6-2 隨機存儲器結(jié)構(gòu)示意框圖 微型計算機原理與接口技術11、存儲矩陣基本電路能夠寄存二進制信息的電路存儲體基本電

3、路的集合體2、地址譯碼器（1）單譯碼方式 圖6-3 單譯碼方式的存儲器結(jié)構(gòu)示意圖 微型計算機原理與接口技術1（2）雙譯碼方式 圖6-4 雙譯碼方式的存儲器結(jié)構(gòu)示意圖 微型計算機原理與接口技術13、存儲器控制電路讀寫控制信號有以下幾種表示方法： 1）OD( Output Disable ) 輸出禁止引線端。高 2）OE(Output Disable) 輸出開放引線端。 3）R/W（Read/Write）讀/寫控制引線端。 4）WE寫開放引線端，低電平有效時，數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)被寫入被尋址的單元。4、三態(tài)雙向緩沖器 微型計算機原理與接口技術16.2.2 靜態(tài)RAM1、靜態(tài)基本存儲單元電路（1）NMO

4、S靜態(tài)基本存儲電路1）NMOS靜態(tài)基本存儲電路的組成 圖6-5 NMOS靜態(tài)基本存儲電路 微型計算機原理與接口技術12）NMOS靜態(tài)基本存儲電路的工作過程 靜止狀態(tài) 讀出操作 寫入操作 （2）CMOS靜態(tài)基本存儲電路1）CMOS靜態(tài)基本存儲電路的組成微型計算機原理與接口技術12）CMOS靜態(tài)基本存儲電路工作過程圖6-6 COMS基本存儲電路微型計算機原理與接口技術12、靜態(tài)RAM的電路結(jié)構(gòu) 圖6-7 靜態(tài)RAM芯片的結(jié)構(gòu)示意圖微型計算機原理與接口技術13、靜態(tài)RAM芯片舉例工作方式讀LHL寫LLH為選通HXX表6-1 6116的控制方式功能表微型計算機原理與接口技術1圖6-8 HM6116的引

5、腳排列及邏輯符號 微型計算機原理與接口技術16.2.3 動態(tài)RAM1、動態(tài)基本存儲電路（1）動態(tài)基本存儲電路的基本組成行選線列選線Q1Q2C1C2圖 6-9 動態(tài)基本存儲電路（2）動態(tài)基本存儲電路的操作過程微型計算機原理與接口技術12、動態(tài)存儲器芯片舉例微型計算機原理與接口技術1圖6-10 2164引腳排列、內(nèi)部結(jié)構(gòu) 微型計算機原理與接口技術13、動態(tài)存儲器的刷新方式CPU利用刷新周期進行刷新操作，刷新周期往往與讀/寫周期相等。根據(jù)刷新周期時間的不同，通常有三種刷新方式：（1）定時集中刷新方式（2）非同步的刷新方式（3）同步刷新方式4、同步刷新方式實例 微型計算機原理與接口技術16.2.4 R

6、AM存儲容量的擴展方法1、位擴展方式2、字擴展方式圖6-11 位擴展方式連接方式微型計算機原理與接口技術13、字位擴展方式 圖6-12 字擴充連接方式微型計算機原理與接口技術16.2.5 RAM存儲器與CPU的連接 圖6-13 用2114芯片組組成4096 8存儲器 微型計算機原理與接口技術11、數(shù)據(jù)總線的連接 2、地址總線的連接3、控制總線的連接MEMWWRM/IOMEMRRD圖6-14 存儲器讀/寫控制邏輯微型計算機原理與接口技術16.3 只讀存儲器ROM6.3.1 只讀存儲器的結(jié)構(gòu)圖6-15 ROM的結(jié)構(gòu)框圖微型計算機原理與接口技術1圖6-16 161位的陣列 微型計算機原理與接口技術1

7、6.3.2 只讀存儲器的分類 只讀存儲器ROM常分為下列三種：1、掩膜式ROM2、現(xiàn)場編程ROM3、可改寫的PROM6.3.3 PROM基本存儲電路圖6-17 熔絲式PROM基本存儲電路 微型計算機原理與接口技術16.3.4 典型PROM芯片表6-18 2764引腳與其他型號對應關系微型計算機原理與接口技術1圖6-19 2864A引腳 微型計算機原理與接口技術16.4 高速緩存存儲器Cache 6.4.1 Cache存儲器原理1、原理 2、Cache的命中率6.4.2 Cache存儲器組織1、地址映像 圖6-20 Cache的基本結(jié)構(gòu) 微型計算機原理與接口技術1（1）直接映像圖6-21 直接映

8、像的Cache組織 微型計算機原理與接口技術1（2）全相聯(lián)映像圖6-22 全相聯(lián)映像的Cache組織 微型計算機原理與接口技術1（3）組相聯(lián)映像 圖6-23 組相聯(lián)映像的Cache組織 微型計算機原理與接口技術12、替換算法(1) 先進先出算法（FIFO）(2) 近期最少使用算法（LRU）(3) 隨機替換法（RAND )6.5 存儲器系統(tǒng)與CPU系統(tǒng)連接實例6.5.1 EPROM、RAM子系統(tǒng)與CPU主系統(tǒng)的連接微型計算機原理與接口技術1圖6-24 EPROM、RAM組成的8位存儲器子系統(tǒng) 微型計算機原理與接口技術16.5.2 8086CPU的最小模式與靜態(tài)RAM的連接 圖6-25 最小模式連接的靜態(tài)RAM存儲器 微型計算機原理與接口技術16.5.3 存儲器芯片同CPU連接時要注意的問題 存儲器的地址分配和片選問題； 控制信號的連接問題； CPU總線的負載能力問