教學(xué)研究存儲器課件

微型計算機原理及應(yīng)用MicrocomputerPrinciplesAndApplication微型計算機原理及應(yīng)用MicrocomputerPrinciByJinJin(CCUT)第4章存儲器第4章存儲器ByJinJin(CCUT)第4章存儲器4.1存儲器概述4.2常用半導(dǎo)體存儲器4.3存儲器與CPU的連接4.4存儲器與CPU連接實例第4章存儲器4.1存儲器概述4.2常用半導(dǎo)體存儲器4.4.1存儲器概述4.1.1存儲器體系結(jié)構(gòu)4.1存儲器概述4.1.1存儲器體系結(jié)構(gòu)4.1.2半導(dǎo)體存儲器的分類4.1.2半導(dǎo)體存儲器的分類4.1.3半導(dǎo)體存儲器的性能指標功耗：功耗指每個存儲單元的功耗，微瓦/單元（μW/單元）。它不僅涉及到消耗功率的大小，也關(guān)系到芯片的集成度?？煽啃裕嚎煽啃允侵复鎯ζ鲗﹄姶艌?、溫度等外界變化因素的抗干擾能力，一般用平均無故障時間來描述。

體積、功耗、工作溫度范圍、成本高低等也是人們關(guān)心的指標。上述指標中有些是相互矛盾的，設(shè)計時，根據(jù)實際需要，盡可能滿足主要要求且兼顧其它。存儲容量：存儲器可存儲的二進制信息量:存儲容量＝字數(shù)×字長存取速度：存儲器的存取速度用最大存取時間或存取周期來描述。存儲器存取時間定義為從接收到存儲單元的地址碼開始，到它取出或存入數(shù)據(jù)為止所需時間。

4.1.3半導(dǎo)體存儲器的性能指標功耗：功耗指每個存儲單元的【例4.1】Intel2114芯片有10根地址總線，4根數(shù)據(jù)總線，容量為1K×4。其含義是什么？解：含義為，Intel2114芯片內(nèi)有1K=210=1024個單元（與10根地址總線相對應(yīng)），其中每個單元內(nèi)存放4個二進制數(shù)（與4根數(shù)據(jù)總線相對應(yīng)），所以其容量為1024×4bits?！纠?.1】Intel2114芯片有10根地址總線，44.2常用半導(dǎo)體存儲器4.2.1隨機存取存儲器RAM

半導(dǎo)體隨機存取存儲器RAM是指工作時可以任意讀出或?qū)懭胄畔⒌拇鎯ζ?，它包括靜態(tài)RAM(SRAM)和動態(tài)RAM(DRAM)。1．靜態(tài)RAM（SRAM）

(1)基本存儲單元4.2常用半導(dǎo)體存儲器4.2.1隨機存取存儲器RAM(2)靜態(tài)RAM存儲器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖(2)靜態(tài)RAM存儲器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖2114芯片①外部結(jié)構(gòu)

：片選信號：寫信號A0～A9：地址線，10條I/O0～I/O3：數(shù)據(jù)線，4條2114芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)：存儲體，地址譯碼器，數(shù)據(jù)控制內(nèi)部結(jié)構(gòu)：存儲體，地址譯碼器，數(shù)據(jù)控制【例4.3】CPU從2114中讀出地址為008H的內(nèi)容，請給出2114芯片中控制信號、地址信號和數(shù)據(jù)信號的工作過程?！纠?.3】CPU從2114中讀出地址為008H的內(nèi)容，2．動態(tài)RAM基本存儲單元

由一個MOS管Q和一個寄生電容C組成。

當電容C有電荷時，基本存儲電路內(nèi)存儲信息為“1”；沒有電荷時，存儲信息為“0”。2．動態(tài)RAM由一個MOS管Q和一個寄生電(2)典型動態(tài)RAM芯片——2164芯片①外部結(jié)構(gòu)：采用16腳雙列直插封裝，容量為64K×1地址線（A0～A7）：8條地址線。數(shù)據(jù)線（Din/Dout）：2條數(shù)據(jù)線（Din/Dout）做為輸入/輸出控制線:寫允許

行地址選通

列地址選通(2)典型動態(tài)RAM芯片——2164芯片②內(nèi)部結(jié)構(gòu)②內(nèi)部結(jié)構(gòu)4.2.2只讀存儲器ROM

只讀存儲器ROM內(nèi)的信息只能讀出，不能寫入。一般用來存放固定程序，如BIOS程序等。其最大的優(yōu)點是掉電后信息不會丟失?？煞譃镸ROM、PROM、EPROM、E2PROM、FlashMemory等。

4.2.2只讀存儲器ROM只讀存儲器ROM內(nèi)的信息只能讀1．掩膜式只讀存儲器MROM

位D3位D2位D1位D0單元01010單元11101單元20101單元30110在存儲矩陣的行列交叉點上，有的有MOS管，有的沒有MOS管。

有MOS管的地方存放的是數(shù)據(jù)“0”，沒有MOS管的地方存放的是數(shù)據(jù)“1”。

這是因為若有MOS管，當此單元被選中時，則相應(yīng)的MOS管就導(dǎo)通，此時Di輸出為0；而沒有MOS管的，此時Di輸出為1。1．掩膜式只讀存儲器MROM

位D3位D2位D1位D0單元02可編程只讀存儲器OTPROM僅可供用戶進行一次編程熔絲式OTPROM基本存儲電路示意圖，由三極管和熔絲組成，可存儲一位信息。出廠時，每根熔絲是連著的，存儲的信息為“1”。讀出：選中該單元，使得字線為高電平，則Txy管導(dǎo)通。若熔絲沒有燒斷，則位線被拉到Vcc的高電平，讀出信息為“1”；若熔絲被燒斷，則位線被下拉電阻拉至低電平，讀出信息為“0”。用戶編程：給定地址，使得字線為高電平，從而選中該單元。若要寫入“0”，則位線上送低電平“0”，當熔絲通過的電流達到20mA～50mA，熔絲燒斷，則存儲的信息為“0”；當要寫入“1”時，相應(yīng)的位線上送高電平“1”，熔絲不被燒斷，任然保持“1”的狀態(tài)2可編程只讀存儲器OTPROM僅可供用戶進行一次編程3．紫外線可擦除的只讀存儲器EPROMEPROM存儲單元結(jié)構(gòu)及工作原理：

用電信號編程而用紫外線擦除的只讀存儲器芯片3．紫外線可擦除的只讀存儲器EPROM

（2）典型EPROM芯片—Intel2764A（8K×8Bit）①外部結(jié)構(gòu)：雙列直插28腳芯片Vcc：工作電壓，+5V；Vpp：編程電壓，12.5V；NC：不用腳；：片選信號，：輸出允許信號，

：編程脈沖輸入端，A0～A12：13條地址線，可尋址213=8K存儲空間；O0～O7：8條數(shù)據(jù)線。（2）典型EPROM芯片—Intel2764A（8K×84.電可擦除的只讀存儲器E2PROM

組成E2PROM的基本電路和EPROM類似，不同的是在浮柵附近再增加一個柵極做為控制極。給控制極加正電壓，使浮柵和漏極之間形成厚度不足200A的隧道氧化物，利用隧道效應(yīng)，電子便注入浮柵，數(shù)據(jù)被寫入。

如果給控制刪一個負壓，則浮柵上的電荷流向漏極，信息被擦除。4.電可擦除的只讀存儲器E2PROM

典型E2PROM芯片—AT28C64BVcc：+5V單電源供電；A0～A12：13條地址總線；I/O0～I/O7：8條數(shù)據(jù)線；：片選信號，低電平，選中該芯片:輸出數(shù)據(jù)允許線，低電平有效。:寫信號，低電平有效。典型E2PROM芯片—AT28C64BVcc：+5V單電源AT28C64B工作過程：數(shù)據(jù)讀出：當=0且=0且=1時，即可將選中的單元中的數(shù)據(jù)讀出。與RAM及EPROM的讀出過程是一樣的。編程寫入：有字節(jié)寫入和頁寫入兩種方式。擦除：擦除和寫入是同一種操作，只不過擦除是向單元中寫入“1”。如果想將某一字節(jié)擦除，則只要執(zhí)行寫入操作，只不過寫入的數(shù)據(jù)是“1”；AT28C64B工作過程：典型E2PROM芯片—24C6424C64（8K×8）是串行行接口E2PROM芯片，采用DIP封裝，數(shù)據(jù)傳輸采用I2C總線。Vcc：電源A0～A2：地址總線。片選或頁面選擇地址輸入。當接一片AT24C64時A0～A2接地。SCL：串行移位時鐘輸入端，用于與輸入/輸出的數(shù)據(jù)同步。當SCL為高電平時，SDA線上的數(shù)據(jù)保持穩(wěn)定，此時“數(shù)據(jù)有效”；當SCL為低電平時，SDA線上的數(shù)據(jù)允許改變。SDA：串行數(shù)據(jù)輸入/輸出數(shù)據(jù)口。WP：硬件寫保護引腳，為低電平（接地）時正常寫操作；為高電平時對部分存儲區(qū)進行硬件寫保護。典型E2PROM芯片—24C64Vcc：電源5快速擦除讀/寫存儲器FLASHMemoryFLASH存儲器也稱為閃爍存儲器，簡稱閃存，是一款電可擦除的非易失性新型存儲器。具有快速編程、存儲密度高，存取速度快、成本低、單一供電等特點。用FLASH存儲器生產(chǎn)的半導(dǎo)體固態(tài)盤（U盤）已成為現(xiàn)今最常用的外存之一。從原理上說，F(xiàn)LASHMemory屬于ROM型存儲器。5快速擦除讀/寫存儲器FLASHMemory（1）FlashMemory存儲單元結(jié)構(gòu)及工作原理基本存儲電路由一只MOS管構(gòu)成，當浮置柵極內(nèi)有電子時，S和D極導(dǎo)通，為“0”狀態(tài)；當浮置柵極內(nèi)無電子時，S和D極不導(dǎo)通，為“1”狀態(tài)。擦除：在源極和控制柵極之間接+12V電壓，浮置柵極內(nèi)電子向源極擴散，導(dǎo)致浮置柵極內(nèi)電子丟失，S和D極之間的導(dǎo)電溝道消失，狀態(tài)由“0”變?yōu)椤?”。寫入：在控制柵極和S極之間接一個正向電壓，電壓值>D和S極之間的正向電壓，則來自S極的電子向浮置柵極擴散，使得浮置柵極帶上足夠多的電子，同時在襯底S與D極之間感應(yīng)出導(dǎo)電層，使得S和D極之間導(dǎo)通，狀態(tài)由“1”變“0”，完成寫“0”的操作。讀：讀的時候，只需要在S和D極之間加5V或3V（不同芯片要求不同）的電壓，而S極和控制柵極之間不加電壓，即可讀出。（1）FlashMemory存儲單元結(jié)構(gòu)及工作原理基本存儲典型FlashMemory芯片—AT29C010（1Mbit）I/O0～I/O7：數(shù)據(jù)總線，8條，

雙向，三態(tài)。A0～A16：地址線，17條，

可尋址1MB空間。

其中A7～A16提供

1024個分區(qū)地址；

A0～A6提供每個

分區(qū)內(nèi)的128字節(jié)

單元地址；：片選信號；

：讀選通信號；

：寫信號線；Vcc：工作電壓+5V。典型FlashMemory芯片—AT29C010（1Mbi4.3存儲器與CPU的連接計算機系統(tǒng)的內(nèi)存設(shè)計問題。需要解決三大問題：如何選擇存儲器芯片？如何將小容量的存儲器芯片擴充為一個大容量的內(nèi)存系統(tǒng)？存儲器芯片如何與CPU連接？4.3存儲器與CPU的連接計算機系統(tǒng)的內(nèi)存設(shè)計問題。需要解4.3.1存儲器芯片的選擇1．存儲器芯片類型的選擇對于專用設(shè)備，其內(nèi)部的系統(tǒng)程序、數(shù)據(jù)都是固定不變的—ROM芯片。對于需要存儲中間結(jié)果的設(shè)備，則需要RAM芯片。所需容量小且對速度要求高，—SRAM；

如果所需容量大，—DRAM。對于需要在線修改、在線升級的設(shè)備，—FLASHMemory、E2PROM。

對容量、速度要求不高，—E2PROM；

對容量、速度要求高，—FLASHMemory。2.存儲器芯片容量的選擇原則上是在滿足容量的前提下盡量少用芯片3.存儲器芯片速度的選擇要根據(jù)CPU的速度選擇合適的存儲器芯片速度，達到合理的匹配4.存儲器芯片功耗的選擇功耗的選擇要根據(jù)計算機系統(tǒng)的實際應(yīng)用情況來決定。4.3.1存儲器芯片的選擇1．存儲器芯片類型的選擇4.3.2芯片的擴充1.位擴充：將存儲器芯片擴充成存儲系統(tǒng)所需的位數(shù)。例如：用2114(1K×4)構(gòu)成1K×8位的存儲器系統(tǒng)4.3.2芯片的擴充例如：如果用1K×1的存儲器芯片構(gòu)成1K×8位的存儲器系統(tǒng)。例如：如果用1K×1的存儲器芯片構(gòu)成1K×8位的存儲器系統(tǒng)。2.字擴充：存儲容量的擴充。例如：用2114(1K×4)構(gòu)成2K×8的存儲器系統(tǒng)。解：首先滿足位擴充的要求，將2114(1K×4)擴充成1K×8，需要2片芯片（虛線框部分）然后再滿足字擴充的要求，擴充成2K×8。所以就需要2個1K×8，一共要4片2114芯片。2個片選信號不同2.字擴充：存儲容量的擴充。2個片選信號不同4.3.3存儲器芯片與CPU的連接存儲器與CPU連接時，主要是地址總線、控制總線和數(shù)據(jù)總線的連接。由于片選信號產(chǎn)生方式不同：有線選法、部分譯碼法全譯碼法三種方法。4.3.3存儲器芯片與CPU的連接存儲器與CPU連接時，主要1.線選法是指高位地址中的某一條或者幾條直接作為存儲器的片選信號使用。線選法是最簡單的方法，缺點是造成內(nèi)存地址的不連續(xù)及重疊地址?！纠?.3】使用1片RAM6116芯片（2K×8）和1片EPROM2716（2K×8）為一個具有16條地址線（A0～A15）的8位微機系統(tǒng)構(gòu)成一個4K×8的內(nèi)存系統(tǒng)，采用線選法，請畫出CPU與存儲器6116、2716的連線圖，并給出6116、2716的地址范圍。解：首先，畫出6116和2716芯片圖及CPU芯片示意圖然后，連接數(shù)據(jù)總線接著，連接控制總線最后，連接地址總線A11做為6116的片選，A13做為2716的片選,

A0～A10做為片內(nèi)選擇線1.線選法是指高位地址中的某一條或者幾條直接作為存儲器的片選地址分配情況:

A15A14A13A12A11A10……A0

6116地址范圍××1×0

0……0……1……12000H……27FFH2716地址范圍××0×10……0……1……10800H……0FFFH

片

選片內(nèi)選擇

6116與2716的地址是不連續(xù)的。存儲單元有重疊地址。地址分配情況:

A15A14A13A12A11A10……2.部分譯碼法將CPU提供的地址線，除去片內(nèi)選擇所用到的地址線后，剩余的地址線中的一部分參加譯碼，作為片選信號使用。【例4.4】用1片RAM6116芯片（2K×8）1片EPROM2716（2K×8）為一具有16條地址線（A0～A15）的8位微機系統(tǒng)構(gòu)成一個4K×8的內(nèi)存系統(tǒng)，采用部分譯碼法，畫出CPU與存儲器6116、2716連線圖，給出6116、2716地址范圍。2.部分譯碼法將CPU提供的地址線，除去片內(nèi)選擇所用到的地址部分譯碼法：直接從CPU的高位（A11～A15）中任意取得三條地址總線（A11、A12、A13）經(jīng)過譯碼器譯碼后做為片選信號，其它高位地址線（A14、A15）沒有使用。部分譯碼法：直接從CPU的高位（A11～A15）中任意取得三地址分配情況:

A15A14A13A12A11A10……A0

6116地址范圍××0000……0……1……10000H……07FFH2716地址范圍××0010……0……1……10800H……0FFFH

片

選片內(nèi)選擇

6116與2716的地址是連續(xù)的（選擇的高位地址不同，也有可能造成地址不連續(xù)，這主要由譯碼器的邏輯決定的）。存儲單元有重疊地址。地址分配情況:

A15A14A13A12A11A10……3.全譯碼法將CPU提供的地址總線中的地址線，除去片內(nèi)選擇的地址線之外的其它地址線全部參加譯碼，作為片選信號使用。全譯碼法使得每個地址單元對應(yīng)的地址都是唯一的，而且是連續(xù)的。缺點是硬件電路較復(fù)雜。【例4.5】使用1片RAM6116芯片（2K×8）和1片EPROM2716（2K×8）為一個具有16條地址線（A0～A15）的8位微機系統(tǒng)構(gòu)成一個4K×8的內(nèi)存系統(tǒng)，采用全譯碼法，請畫出CPU與存儲器6116、2716的連線圖，并給出6116、2716的地址范圍。3.全譯碼法將CPU提供的地址總線中的地址全譯碼法：將CPU的高位（A11～A15）的5條地址線全部用上，經(jīng)過3-8譯碼器譯碼后,做為片選信號。

（74LS138譯碼器的連線方式不同，會得到不同的地址范圍）。全譯碼法：將CPU的高位（A11～A15）的5條地址線全部用地址分配情況:

A15A14A13A12A11A10……A0

6116地址范圍000000……0……1……10000H……07FFH2716地址范圍000010……0……1……10800H……0FFFH

片

選片內(nèi)選擇

6116與2716的地址是連續(xù)的。存儲單元無重疊地址（地址是唯一確定的）但電路比較復(fù)雜。地址分配情況:

A15A14A13A12A11A10……4.4存儲器與CPU連接實例【例4.6】采用2114（1K×4）芯片，設(shè)計一容量為4K×8存儲器系統(tǒng)。要求2114芯片的首地址為00000H，CPU采用8088的最小工作模式①構(gòu)成4K×8的存儲器系統(tǒng)，需要幾片2114芯片？

②畫出連線電路圖（采用全譯碼方法，譯碼器任選），并給出每組2114（1K×8）所構(gòu)成的地址范圍。4.4存儲器與CPU連接實例【例4.6】采用2114（教學(xué)研究存儲器課件

A19A18A17A16A15A14A13A12A11A10A9…A0

第一組2114地址范圍00000000000…0…1…100000H…003FFH第二組2114地址范圍00000000010…0…1…100400H…007FFH第三組2114地址范圍00000000100…0…1…100800H…00BFFH第四組2114地址范圍00000000110…0…1…100C00H…00FFFH

片選片內(nèi)選擇

A19A18A17A16A15A14A13A12A11A1本章小結(jié)存儲器是計算機系統(tǒng)中不可缺少的重要組成部分。現(xiàn)代計算機通常把不同類型不同容量的存儲器按照一定的體系結(jié)構(gòu)組織起來，形成統(tǒng)一的存儲體系。本書重點介紹了半導(dǎo)體存儲器RAM和ROM的基本原理和特點。并通過數(shù)據(jù)總線、控制總線和地址總線的連接實現(xiàn)了半導(dǎo)體存儲器與CPU的連接。本章小結(jié)存儲器是計算機系統(tǒng)中不可缺少的重要組成部分?，F(xiàn)代計The

EndTheEnd46微型計算機原理及應(yīng)用MicrocomputerPrinciplesAndApplication微型計算機原理及應(yīng)用MicrocomputerPrinciByJinJin(CCUT)第4章存儲器第4章存儲器ByJinJin(CCUT)第4章存儲器4.1存儲器概述4.2常用半導(dǎo)體存儲器4.3存儲器與CPU的連接4.4存儲器與CPU連接實例第4章存儲器4.1存儲器概述4.2常用半導(dǎo)體存儲器4.4.1存儲器概述4.1.1存儲器體系結(jié)構(gòu)4.1存儲器概述4.1.1存儲器體系結(jié)構(gòu)4.1.2半導(dǎo)體存儲器的分類4.1.2半導(dǎo)體存儲器的分類4.1.3半導(dǎo)體存儲器的性能指標功耗：功耗指每個存儲單元的功耗，微瓦/單元（μW/單元）。它不僅涉及到消耗功率的大小，也關(guān)系到芯片的集成度?？煽啃裕嚎煽啃允侵复鎯ζ鲗﹄姶艌?、溫度等外界變化因素的抗干擾能力，一般用平均無故障時間來描述。

體積、功耗、工作溫度范圍、成本高低等也是人們關(guān)心的指標。上述指標中有些是相互矛盾的，設(shè)計時，根據(jù)實際需要，盡可能滿足主要要求且兼顧其它。存儲容量：存儲器可存儲的二進制信息量:存儲容量＝字數(shù)×字長存取速度：存儲器的存取速度用最大存取時間或存取周期來描述。存儲器存取時間定義為從接收到存儲單元的地址碼開始，到它取出或存入數(shù)據(jù)為止所需時間。

4.1.3半導(dǎo)體存儲器的性能指標功耗：功耗指每個存儲單元的【例4.1】Intel2114芯片有10根地址總線，4根數(shù)據(jù)總線，容量為1K×4。其含義是什么？解：含義為，Intel2114芯片內(nèi)有1K=210=1024個單元（與10根地址總線相對應(yīng)），其中每個單元內(nèi)存放4個二進制數(shù)（與4根數(shù)據(jù)總線相對應(yīng)），所以其容量為1024×4bits?！纠?.1】Intel2114芯片有10根地址總線，44.2常用半導(dǎo)體存儲器4.2.1隨機存取存儲器RAM

半導(dǎo)體隨機存取存儲器RAM是指工作時可以任意讀出或?qū)懭胄畔⒌拇鎯ζ?，它包括靜態(tài)RAM(SRAM)和動態(tài)RAM(DRAM)。1．靜態(tài)RAM（SRAM）

(1)基本存儲單元4.2常用半導(dǎo)體存儲器4.2.1隨機存取存儲器RAM(2)靜態(tài)RAM存儲器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖(2)靜態(tài)RAM存儲器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖2114芯片①外部結(jié)構(gòu)

：片選信號：寫信號A0～A9：地址線，10條I/O0～I/O3：數(shù)據(jù)線，4條2114芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)：存儲體，地址譯碼器，數(shù)據(jù)控制內(nèi)部結(jié)構(gòu)：存儲體，地址譯碼器，數(shù)據(jù)控制【例4.3】CPU從2114中讀出地址為008H的內(nèi)容，請給出2114芯片中控制信號、地址信號和數(shù)據(jù)信號的工作過程。【例4.3】CPU從2114中讀出地址為008H的內(nèi)容，2．動態(tài)RAM基本存儲單元

由一個MOS管Q和一個寄生電容C組成。

當電容C有電荷時，基本存儲電路內(nèi)存儲信息為“1”；沒有電荷時，存儲信息為“0”。2．動態(tài)RAM由一個MOS管Q和一個寄生電(2)典型動態(tài)RAM芯片——2164芯片①外部結(jié)構(gòu)：采用16腳雙列直插封裝，容量為64K×1地址線（A0～A7）：8條地址線。數(shù)據(jù)線（Din/Dout）：2條數(shù)據(jù)線（Din/Dout）做為輸入/輸出控制線:寫允許

行地址選通

列地址選通(2)典型動態(tài)RAM芯片——2164芯片②內(nèi)部結(jié)構(gòu)②內(nèi)部結(jié)構(gòu)4.2.2只讀存儲器ROM

只讀存儲器ROM內(nèi)的信息只能讀出，不能寫入。一般用來存放固定程序，如BIOS程序等。其最大的優(yōu)點是掉電后信息不會丟失?？煞譃镸ROM、PROM、EPROM、E2PROM、FlashMemory等。

4.2.2只讀存儲器ROM只讀存儲器ROM內(nèi)的信息只能讀1．掩膜式只讀存儲器MROM

位D3位D2位D1位D0單元01010單元11101單元20101單元30110在存儲矩陣的行列交叉點上，有的有MOS管，有的沒有MOS管。

有MOS管的地方存放的是數(shù)據(jù)“0”，沒有MOS管的地方存放的是數(shù)據(jù)“1”。

這是因為若有MOS管，當此單元被選中時，則相應(yīng)的MOS管就導(dǎo)通，此時Di輸出為0；而沒有MOS管的，此時Di輸出為1。1．掩膜式只讀存儲器MROM

位D3位D2位D1位D0單元02可編程只讀存儲器OTPROM僅可供用戶進行一次編程熔絲式OTPROM基本存儲電路示意圖，由三極管和熔絲組成，可存儲一位信息。出廠時，每根熔絲是連著的，存儲的信息為“1”。讀出：選中該單元，使得字線為高電平，則Txy管導(dǎo)通。若熔絲沒有燒斷，則位線被拉到Vcc的高電平，讀出信息為“1”；若熔絲被燒斷，則位線被下拉電阻拉至低電平，讀出信息為“0”。用戶編程：給定地址，使得字線為高電平，從而選中該單元。若要寫入“0”，則位線上送低電平“0”，當熔絲通過的電流達到20mA～50mA，熔絲燒斷，則存儲的信息為“0”；當要寫入“1”時，相應(yīng)的位線上送高電平“1”，熔絲不被燒斷，任然保持“1”的狀態(tài)2可編程只讀存儲器OTPROM僅可供用戶進行一次編程3．紫外線可擦除的只讀存儲器EPROMEPROM存儲單元結(jié)構(gòu)及工作原理：

用電信號編程而用紫外線擦除的只讀存儲器芯片3．紫外線可擦除的只讀存儲器EPROM

（2）典型EPROM芯片—Intel2764A（8K×8Bit）①外部結(jié)構(gòu)：雙列直插28腳芯片Vcc：工作電壓，+5V；Vpp：編程電壓，12.5V；NC：不用腳；：片選信號，：輸出允許信號，

：編程脈沖輸入端，A0～A12：13條地址線，可尋址213=8K存儲空間；O0～O7：8條數(shù)據(jù)線。（2）典型EPROM芯片—Intel2764A（8K×84.電可擦除的只讀存儲器E2PROM

組成E2PROM的基本電路和EPROM類似，不同的是在浮柵附近再增加一個柵極做為控制極。給控制極加正電壓，使浮柵和漏極之間形成厚度不足200A的隧道氧化物，利用隧道效應(yīng)，電子便注入浮柵，數(shù)據(jù)被寫入。

如果給控制刪一個負壓，則浮柵上的電荷流向漏極，信息被擦除。4.電可擦除的只讀存儲器E2PROM

典型E2PROM芯片—AT28C64BVcc：+5V單電源供電；A0～A12：13條地址總線；I/O0～I/O7：8條數(shù)據(jù)線；：片選信號，低電平，選中該芯片:輸出數(shù)據(jù)允許線，低電平有效。:寫信號，低電平有效。典型E2PROM芯片—AT28C64BVcc：+5V單電源AT28C64B工作過程：數(shù)據(jù)讀出：當=0且=0且=1時，即可將選中的單元中的數(shù)據(jù)讀出。與RAM及EPROM的讀出過程是一樣的。編程寫入：有字節(jié)寫入和頁寫入兩種方式。擦除：擦除和寫入是同一種操作，只不過擦除是向單元中寫入“1”。如果想將某一字節(jié)擦除，則只要執(zhí)行寫入操作，只不過寫入的數(shù)據(jù)是“1”；AT28C64B工作過程：典型E2PROM芯片—24C6424C64（8K×8）是串行行接口E2PROM芯片，采用DIP封裝，數(shù)據(jù)傳輸采用I2C總線。Vcc：電源A0～A2：地址總線。片選或頁面選擇地址輸入。當接一片AT24C64時A0～A2接地。SCL：串行移位時鐘輸入端，用于與輸入/輸出的數(shù)據(jù)同步。當SCL為高電平時，SDA線上的數(shù)據(jù)保持穩(wěn)定，此時“數(shù)據(jù)有效”；當SCL為低電平時，SDA線上的數(shù)據(jù)允許改變。SDA：串行數(shù)據(jù)輸入/輸出數(shù)據(jù)口。WP：硬件寫保護引腳，為低電平（接地）時正常寫操作；為高電平時對部分存儲區(qū)進行硬件寫保護。典型E2PROM芯片—24C64Vcc：電源5快速擦除讀/寫存儲器FLASHMemoryFLASH存儲器也稱為閃爍存儲器，簡稱閃存，是一款電可擦除的非易失性新型存儲器。具有快速編程、存儲密度高，存取速度快、成本低、單一供電等特點。用FLASH存儲器生產(chǎn)的半導(dǎo)體固態(tài)盤（U盤）已成為現(xiàn)今最常用的外存之一。從原理上說，F(xiàn)LASHMemory屬于ROM型存儲器。5快速擦除讀/寫存儲器FLASHMemory（1）FlashMemory存儲單元結(jié)構(gòu)及工作原理基本存儲電路由一只MOS管構(gòu)成，當浮置柵極內(nèi)有電子時，S和D極導(dǎo)通，為“0”狀態(tài)；當浮置柵極內(nèi)無電子時，S和D極不導(dǎo)通，為“1”狀態(tài)。擦除：在源極和控制柵極之間接+12V電壓，浮置柵極內(nèi)電子向源極擴散，導(dǎo)致浮置柵極內(nèi)電子丟失，S和D極之間的導(dǎo)電溝道消失，狀態(tài)由“0”變?yōu)椤?”。寫入：在控制柵極和S極之間接一個正向電壓，電壓值>D和S極之間的正向電壓，則來自S極的電子向浮置柵極擴散，使得浮置柵極帶上足夠多的電子，同時在襯底S與D極之間感應(yīng)出導(dǎo)電層，使得S和D極之間導(dǎo)通，狀態(tài)由“1”變“0”，完成寫“0”的操作。讀：讀的時候，只需要在S和D極之間加5V或3V（不同芯片要求不同）的電壓，而S極和控制柵極之間不加電壓，即可讀出。（1）FlashMemory存儲單元結(jié)構(gòu)及工作原理基本存儲典型FlashMemory芯片—AT29C010（1Mbit）I/O0～I/O7：數(shù)據(jù)總線，8條，

雙向，三態(tài)。A0～A16：地址線，17條，

可尋址1MB空間。

其中A7～A16提供

1024個分區(qū)地址；

A0～A6提供每個

分區(qū)內(nèi)的128字節(jié)

單元地址；：片選信號；

：讀選通信號；

：寫信號線；Vcc：工作電壓+5V。典型FlashMemory芯片—AT29C010（1Mbi4.3存儲器與CPU的連接計算機系統(tǒng)的內(nèi)存設(shè)計問題。需要解決三大問題：如何選擇存儲器芯片？如何將小容量的存儲器芯片擴充為一個大容量的內(nèi)存系統(tǒng)？存儲器芯片如何與CPU連接？4.3存儲器與CPU的連接計算機系統(tǒng)的內(nèi)存設(shè)計問題。需要解4.3.1存儲器芯片的選擇1．存儲器芯片類型的選擇對于專用設(shè)備，其內(nèi)部的系統(tǒng)程序、數(shù)據(jù)都是固定不變的—ROM芯片。對于需要存儲中間結(jié)果的設(shè)備，則需要RAM芯片。所需容量小且對速度要求高，—SRAM；

如果所需容量大，—DRAM。對于需要在線修改、在線升級的設(shè)備，—FLASHMemory、E2PROM。

對容量、速度要求不高，—E2PROM；

對容量、速度要求高，—FLASHMemory。2.存儲器芯片容量的選擇原則上是在滿足容量的前提下盡量少用芯片3.存儲器芯片速度的選擇要根據(jù)CPU的速度選擇合適的存儲器芯片速度，達到合理的匹配4.存儲器芯片功耗的選擇功耗的選擇要根據(jù)計算機系統(tǒng)的實際應(yīng)用情況來決定。4.3.1存儲器芯片的選擇1．存儲器芯片類型的選擇4.3.2芯片的擴充1.位擴充：將存儲器芯片擴充成存儲系統(tǒng)所需的位數(shù)。例如：用2114(1K×4)構(gòu)成1K×8位的存儲器系統(tǒng)4.3.2芯片的擴充例如：如果用1K×1的存儲器芯片構(gòu)成1K×8位的存儲器系統(tǒng)。例如：如果用1K×1的存儲器芯片構(gòu)成1K×8位的存儲器系統(tǒng)。2.字擴充：存儲容量的擴充。例如：用2114(1K×4)構(gòu)成2K×8的存儲器系統(tǒng)。解：首先滿足位擴充的要求，將2114(1K×4)擴充成1K×8，需要2片芯片（虛線框部分）然后再滿足字擴充的要求，擴充成2K×8。所以就需要2個1K×8，一共要4片2114芯片。2個片選信號不同2.字擴充：存儲容量的擴充。2個片選信號不同4.3.3存儲器芯片與CPU的連接存儲器與CPU連接時，主要是地址總線、控制總線和數(shù)據(jù)總線的連接。由于片選信號產(chǎn)生方式不同：有線選法、部分譯碼法全譯碼法三種方法。4.3.3存儲器芯片與CPU的連接存儲器與CPU連接時，主要1.線選法是指高位地址中的某一條或者幾條直接作為存儲器的片選信號使用。線選法是最簡單的方法，缺點是造成內(nèi)存地址的不連續(xù)及重疊地址?！纠?.3】使用1片RAM6116芯片（2K×8）和1片EPROM2716（2K×8）為一個具有16條地址線（A0～A15）的8位微機系統(tǒng)構(gòu)成一個4K×8的內(nèi)存系統(tǒng)，采用線選法，請畫出CPU與存儲器6116、2716的連線圖，并給出6116、2716的地址范圍。解：首先，畫出6116和2716芯片圖及CPU芯片示意圖然后，連接數(shù)據(jù)總線接著，連接控制總線最后，連接地址總線A11做為6116的片選，A13做為2716的片選,

A0～A10做為片內(nèi)選擇線1.線選法是指高位地址中的某一條或者幾條直接作為存儲器的片選地址分配情況:

A15A14A13A12A11A10……A0

6116地址范圍××1×0

0……0……1……12000H……27FFH2716地址范圍××0×10……0……1……10800H……0FFFH

片

選片內(nèi)選擇

6116與2716的地址是不連續(xù)的。存儲單元有重疊地址。地址分配情況:

A15A14A13A12A11A10……2.部分譯碼法將CPU提供的地址線，除去片內(nèi)選擇所用到的地址線后，剩余的地址線中的一部分參加譯碼，作為片選信號使用。【例4.4】用1片RAM6116芯片（2K×8）1片EPROM2716（2K×8）為一具有16條地址線（A0～A15）的8位微機系統(tǒng)構(gòu)成一個4K×8的內(nèi)存系統(tǒng)，采用部分譯碼法，畫出CPU與存儲器6116、2716連線圖，給出6116、2716地址范圍。2.部分譯碼法將CPU提供的地址線，除去片內(nèi)選擇所用到的地址部分譯碼法：直接從CPU的高位（A11～A15）中任意取得三條地址總線（A11、A12、A13）經(jīng)過譯碼器譯碼后做為片選信號，其它高位地址線（A14、A15）沒有使用。部分譯碼法：直接從CPU的高位（A11～A15）中任意取得三地址分配情況:

A15A14A13A12A11A1