微機原理及接口技術第5章 存儲器02

微機原理及接口技術第5章存儲器5.3只讀存儲器（ROM）1ROM：在微機系統(tǒng)的在線運行過程中，只能對其進行讀操作，而不能進行寫操作的一類存儲器。非易失性存儲器，存放不經(jīng)常修改的數(shù)據(jù)、程序等。5.3只讀存儲器（ROM）掩模ROM一次性可編程ROM（PROM）紫外線擦除可編程ROM（EPROM）電擦除可編程ROM（EEPROM）常用2外存平均訪問時間ms級：硬盤：9～10ms光盤：80～120ms內(nèi)存平均訪問時間ns級：SRAMCache：1～5nsSDRAM內(nèi)存：7～15nsEDO內(nèi)存：60～80nsEPROM存儲器：100～400ns32764芯片：8K×8bit引線A12～A0D7～D0CE：片選OE：數(shù)據(jù)輸出允許PGM

編程時：編程脈沖輸入

讀時：“1”5.3只讀存儲器（ROM）一、EPROM4連接5.3只讀存儲器（ROM）一、EPROM【例】若利用全地址譯碼將EPROM2764接在首地址位A0000H的內(nèi)存區(qū)，試畫連接圖。5編程5.3只讀存儲器（ROM）一、EPROM(1)擦除：紫外線15～20min→每單元內(nèi)容均為FFH(2)EPROM編程標準編程：2764→

8K×8快速編程：27C040→

512K×8627C04013V（Onlyinprogrammode）5VGNDChipEnableOutputEnableVpp編程電壓編程：＋13V正常讀：VCCG輸出允許E編程：編程脈沖，100μs

正常讀：片選7工作方式E/PGMGVCCVppD7～D0待用1x＋5V＋5V高阻讀出00＋5V＋5V輸出讀出禁止01＋5V＋5V高阻編程寫入負脈沖（100μs）1＋6.5V＋13V輸入編程校驗00＋6.5V＋13V輸出編程禁止01＋6.5V＋13V高阻27C040工作控制8編程5.3只讀存儲器（ROM）一、EPROM(2)EPROM編程EPROM標準編程：早期工藝，編程脈沖50ms＋5V→VCC；編程電壓→VppCE＝0，OE＝1給Addr、Data，穩(wěn)定后在PGM上加50ms±5ms的編程脈沖（寫入）；OE=0讀出校驗（可選），OE＝1重復③，寫完全部全面校驗校驗不對→擦除重寫正確：先去Vpp，再去VCC，拔下EPROM，插回系統(tǒng)。9編程5.3只讀存儲器（ROM）一、EPROM(2)EPROM編程標準編程的缺點：EPROM容量大→時間長。例：1MB×50ms＝14.56小時不安全→編程脈沖太寬使功耗過大→損壞EPROMEPROM快速編程：

編程脈沖減小至1ms甚至0.1msVCC＝6.5V；VPP＝13V用0.1ms編程脈沖快速寫完所有單元從頭到尾校驗；若某單元未寫上，再寫，再校驗（最多10次）VCC＝Vpp＝5V，校驗所有單元。105秒27C040512K×8P15710【例】利用2732和6264構成從00000H～02FFFH的ROM存儲區(qū)和從03000H～06FFFH的RAM存儲區(qū)。畫出與8088系統(tǒng)總線的連接圖。（不考慮板內(nèi)總線驅(qū)動）【分析】ROM區(qū)：（2FFF＋1）/400

＝C，共12KB→需3片RAM區(qū)：4000/400

＝10，共16KB→需2片A19A18A17A16A15A14A13A1200000000000000010000001000000011000001000000010100000110ROMRAM1112數(shù)據(jù)、地址、控制信號加驅(qū)動驅(qū)動后的信號原始信號13數(shù)據(jù)、地址、控制信號加驅(qū)動（續(xù)）14位擴展15引線A12～A0、D7～D0CE片選 0 0OE輸出允許 0 1WE寫允許 1 0Ready/Busy漏極開路5.3只讀存儲器（ROM）二、E2PROM－電擦除98C64A：8K×8（并行）還有串行E2PROM讀寫16工作過程讀寫：①按字節(jié)；②按頁5.3只讀存儲器（ROM）二、E2PROM按字節(jié)編程 P159，圖5.24

時序：地址，片選，數(shù)據(jù)，WE

一次寫入一個字節(jié)，時序與SRAM一樣。

CPU寫內(nèi)存指令，將地址、數(shù)據(jù)寫入芯片內(nèi)部→芯片內(nèi)部的寫入機制開始寫入（需幾ms，如5～10ms），這期間Busy有效，不能對該芯片讀寫→Busy＝1，寫下一字節(jié)。ns級17圖5.24EEPROMNMC98C64A的寫入時序100nsOE＝15～10ms185.3只讀存儲器（ROM）二、E2PROM按頁編程按字節(jié)→每字節(jié)5～10ms→容量↑，速度↓按頁寫入時，連續(xù)若干個單元被定義為一頁（不同廠家的產(chǎn)品，頁大小不一樣），如1024個單元為一頁。按頁編程：按廠家要求連續(xù)快速寫滿一頁，等待芯片內(nèi)部忙5～10ms。若1024個單元為一頁，則速度提高了1024倍（近似值，連續(xù)快寫也需要時間）。19連接使用

P160，圖5.25，將55H寫滿98C64的程序。5.3只讀存儲器（ROM）二、E2PROM優(yōu)點：可單字節(jié)隨機讀寫（不需擦除，可直接改寫數(shù)據(jù)）。缺點：存儲密度小，單位成本高。E2PROM20狀態(tài)端口譯碼7000H21START： MOVAX，lE00H ;段地址 MOVDS，AX ;地址范圍：1E000～1FFFFH MOVSI，0000H ;地址指針 MOVCX，2000H ;共2000H個字節(jié)（8KB）

;（循環(huán)次數(shù)）GOON： MOVAL，55H ;要寫入的內(nèi)容55H MOV［SI］，AL ;寫入 CALLT20MS ;延時20ms INCSI ;地址指針加1 LOOPGOON HLTWait0: MOV DX,7000H IN AL,DX TEST AL,01H JZ Wait0225.3只讀存儲器（ROM）三、FlashmemoryMOSMemory易失：RAM非易失：ROMSRAM1970IntelDRAM1970IntelMaskROM1970IntelPROMEROM1971IntelE2PROM傳統(tǒng)的

1979IntelFlash

1984Toshiba23引線：與27C040兼容。5.3只讀存儲器（ROM）三、FlashmemoryFlashmemory：快擦型存儲器、閃速E2PROM對于E2PROM，需要快寫必須一次寫一頁，按字節(jié)寫速度慢。編程時間長、容量小Flash：容量大，編程速度快。成本低、密度大以512KB的Flash28F040為例→

內(nèi)部分成16個32KB的塊（頁）。24工作過程讀某單元的數(shù)據(jù)，同EPROM；其它情況：先寫命令序列，按具體命令的要求進行操作，必要時還要讀內(nèi)部狀態(tài)寄存器以判斷其工作狀態(tài)。注意某些工作狀態(tài)需要的電平。

數(shù)據(jù)寫入→Vpp＝＋12V5.3只讀存儲器（ROM）三、Flashmemory主要功能的實現(xiàn)讀 初始加電

寫入00命令同EPROM一樣讀操作

寫入FF命令或或255.3只讀存儲器（ROM）三、Flashmemory主要功能的實現(xiàn)編程寫入 P162，圖5.27

寫入時間最快為8.6μs。（E2PROM98C64A為5～10ms）擦除整片擦除

塊擦除

置VPPH→寫命令序列→讀狀態(tài)……寫保護功能：某一塊、某些塊、整片

擦除掛起和恢復：用于擦除過程中需要讀數(shù)據(jù)完成未完成265.3只讀存儲器（ROM）三、Flashmemory應用外存：存儲卡、FlashDisk

內(nèi)存：用于需要非易失性存儲器的場合

28F040：寫入需要＋12V高電壓

現(xiàn)在：Am29F040B只需單5V

Am29F040B：

512K×8bit，訪問時間55ns，內(nèi)部分成8個64KB的塊，典型寫入時間為7μs，可擦寫1,000,000次。275.3只讀存儲器（ROM）三、Flashmemory應用

SSTSST39SF040：

512K×8bitFlash

￥100

IntelE28F256J3C：

16M×16bitFlash

￥120285.3只讀存儲器（ROM）三、Flashmemory閃速存儲器的技術分類NOR技術（隨機讀寫）NAND技術（順序讀寫）由E2PROM派生的閃速存儲器芯片供電電壓一般2.7～3.6V295.3只讀存儲器（ROM）三、FlashmemoryNOR技術：Intel、AMD

可靠性高，隨機讀取速度快。

類似SRAM的接口，用于存儲少量代碼→

用于擦除和編程操作較少而直接執(zhí)行代碼的場合，如PC的BIOS固件、手機、DVDPlayer。特點：獨立的數(shù)據(jù)、地址總線，可快速隨機讀取。可單字節(jié)/單字編程（之前必須以塊為單位或整片進行預編程和擦除）。擦除、編程速度慢。代表芯片：Intel28F12J3

128Mb(16MB)可擦除100,000次隨機讀：150ns64～128KB，寫/擦需5s寫全“0”16MB305.3只讀存儲器（ROM）三、FlashmemoryNAND技術：Samsung、TOSHIBA、Fujistu

陣營

單位容量價格比NOR低。

高數(shù)據(jù)存儲密度，需要特殊接口。

適合純數(shù)據(jù)存儲和文件存儲：FlashDisk、MP3、數(shù)碼相機、手機、……65％80％市場315.3只讀存儲器（ROM）三、FlashmemoryNAND技術：Samsung、TOSHIBA、Fujistu

陣營特點：以頁（256或512B）為單位讀/編程；以塊（4K、8K、16K）為單位擦除（最多4ms）。擦除時間快（NAND：2ms；NOR：幾百ms）；

編程時間快。數(shù)據(jù)、地址使用同一總線：串行讀取快；隨機讀取慢，不能按字節(jié)隨機編程。芯片尺寸小，引腳數(shù)少。包含失效塊（3～35塊）→不影響有效塊性能→需將失效塊在地址映射表中屏蔽。325.3只讀存儲器（ROM）三、FlashmemoryNAND技術：Samsung、TOSHIBA、Fujistu

陣營NANDFlash：

512B＝1page；

32pages＝1Block；

NBlock→

OneICFAT16：

512B＝1Sector；

32Sector＝1Cluster；

NCluster→FAT16分區(qū)335.3只讀存儲器（ROM）三、FlashmemoryNAND技術：Samsung、TOSHIBA、Fujistu

陣營代表芯片：SamsungK9K1208UOM512Mb（64MB）可擦除1,000,000次8位地址/數(shù)據(jù)總線隨機讀：10μs；串行讀：60ns2005年，Samsung16Gb（2GB）NAND型Flash345.3只讀存儲器（ROM）三、Flashmemory由E2PROM派生的閃速存儲器SmallSectorFlash：

隨機讀/寫，替代EPROM、E2PROMDataFlash：

慢速的數(shù)據(jù)或文件存儲典型芯片：ATMELAT29BV040A

4Mb（512KB），地址、數(shù)據(jù)總線獨立ATMELAT45DB32

32Mb（4MB），SPI串行總線355.3只讀存儲器（ROM）三、Flashmemory編程（寫入）擦除讀EPROM10μs/Byte32min/chipE2PROM5ms/Byte10ms/chipNORFlash10μs/Byte1s/64KB8MB→2分鐘150ns（隨機）NANDFlash300μs/512Byte586ns/Byte5ms/16KB128MB→41s10μs（隨機）60ns（串行）速度：36微機原理及接口技術第5章存儲器5.4外存儲器簡介375.4外存儲器簡介385.4外存儲器簡介平均訪問時間：光盤：80～120ms硬盤：9～10msEPROM存儲器：100～400nsEDO內(nèi)存：60～80nsSDRAM內(nèi)存：7～15nsSRAMCache：