第7章 內(nèi)存儲(chǔ)器及其管理

主講教師：XXX系部：XXXXXXXX微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用第7章

內(nèi)存儲(chǔ)器及其管理7.1存儲(chǔ)器概述

7.1.1存儲(chǔ)器的分類

1、按存取速度和在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的地位分類主存儲(chǔ)器（簡(jiǎn)稱主存）和輔助存儲(chǔ)器（簡(jiǎn)稱輔存）2、

按存儲(chǔ)介質(zhì)和作用機(jī)理分類存儲(chǔ)器可分為磁存儲(chǔ)器、光學(xué)存儲(chǔ)器、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器。3、按存取方式分類分為可讀寫(xiě)存儲(chǔ)器RAM和只讀存儲(chǔ)器ROM

7.1.2存儲(chǔ)器的性能指標(biāo)7.1存儲(chǔ)器概述（續(xù)）1、存儲(chǔ)器容量：是存儲(chǔ)器可以容納的二進(jìn)制信息總量，即存儲(chǔ)信息的總位（Bit）數(shù)。2、存取速度：存儲(chǔ)器芯片的存取速度可用存取時(shí)間和存儲(chǔ)周期這兩個(gè)時(shí)間參數(shù)來(lái)衡量。

7.2半導(dǎo)體存儲(chǔ)器

雙極型RAM可讀寫(xiě)存儲(chǔ)器RAM

靜態(tài)RAM（SRAM）

MOS型RAM

動(dòng)態(tài)RAM（DRAM）

只讀存儲(chǔ)器ROM半導(dǎo)體存儲(chǔ)器掩膜ROM可編程ROM（PROM）可擦除可編程ROM（EPROM）電可擦除可編程ROM（E2PROM）7.2.1可讀寫(xiě)存儲(chǔ)器RAM1、靜態(tài)RAM（SRAM）

常用的靜態(tài)RAM芯片主要有2114、6116、6264、62128、62256等等，下面以6116芯片為例加以介紹。6116芯片是2K×8位的高速靜態(tài)CMOS可讀寫(xiě)存儲(chǔ)器，片內(nèi)共有2048個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)單元（16384個(gè)基本位存儲(chǔ)單元）。6116的工作方式讀寫(xiě)未選通10×01×001工作方式WEOECE圖7.26116芯片引腳圖

2、動(dòng)態(tài)RAM（DRAM）動(dòng)態(tài)RAM的基本存儲(chǔ)單元是單管動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)電路。其引腳圖見(jiàn)圖7.3。7.3動(dòng)態(tài)RAM4164外部引腳

7.2.2只讀存儲(chǔ)器ROM1、掩膜式ROM

掩膜式ROM有如下特點(diǎn)：存儲(chǔ)的內(nèi)容一經(jīng)寫(xiě)入便不能修改，靈活性差；存儲(chǔ)內(nèi)容固定不變，可靠性高；少量生產(chǎn)時(shí)造價(jià)昂貴，因而只適應(yīng)于定型批量生產(chǎn)。

2、可編程只讀存儲(chǔ)器PROM（ProgrammableROM）可編程只讀存儲(chǔ)器PROM便于用戶根據(jù)自己的需要來(lái)寫(xiě)入存儲(chǔ)信息。PROM中的存儲(chǔ)內(nèi)容一旦寫(xiě)入就無(wú)法更改，是一種一次性寫(xiě)入的只讀存儲(chǔ)器。3、可擦可編程只讀存儲(chǔ)器EPROM（ErasablePROM）

EPROM作為一種可以多次擦除和重寫(xiě)的ROM，克服了掩膜式ROM和PROM靈活性差的缺點(diǎn)，但對(duì)EPROM編程時(shí)是在專門的編程器上進(jìn)行的。而且信息的擦除也需要專門的設(shè)備。如Intel2716（2K×8）、2732A（4K×8）、2764（8K×8）、27128（16K×8）、27256（32K×8）、27512（64K×8）7.2.2只讀存儲(chǔ)器ROM（續(xù)）4、電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器E2PROM（ElectricallyEPROM）

E2PROM能以字節(jié)為單位擦除和改寫(xiě)，在用戶系統(tǒng)下即可完成，使用起來(lái)就象RAM一樣方便，而且，掉電后內(nèi)容不丟失。7.3半導(dǎo)體存儲(chǔ)器在微機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用

7.3.1存儲(chǔ)器在微機(jī)系統(tǒng)中的連接

1、關(guān)于地址線的連接不同容量的存儲(chǔ)器芯片，其地址線的位數(shù)不同。1K個(gè)單元的存儲(chǔ)器有10條地址線（A9~A0），2K個(gè)單元的存儲(chǔ)器有11條地址線（A10~A0），以此類推。2、關(guān)于數(shù)據(jù)線的連接若一片存儲(chǔ)器不夠8位數(shù)據(jù)，則需要用多片共同構(gòu)成存儲(chǔ)單元；若CPU系統(tǒng)只有8條數(shù)據(jù)線，則存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)線與其一一對(duì)應(yīng)相接即可。若有16條或32條數(shù)據(jù)線，則將內(nèi)存分為兩個(gè)以上存儲(chǔ)體，每個(gè)存儲(chǔ)體對(duì)應(yīng)一個(gè)8位數(shù)據(jù)線，分別進(jìn)行尋址。3、關(guān)于控制線的連接不同的存儲(chǔ)器芯片，引腳功能的區(qū)別主要體現(xiàn)在控制線7.3.1存儲(chǔ)器在微機(jī)系統(tǒng)中的連接

(續(xù))7.3.2存儲(chǔ)器的選址

1、線選法所謂線選法，是指用某一條高位地址線直接作為存儲(chǔ)器芯片的片選信號(hào)。

特點(diǎn)：1）對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)器尋址空間可能不唯一，2）若有多片存儲(chǔ)器均使用線選法選址，則可能出現(xiàn)地址不連續(xù)或交叉、重疊、覆蓋等現(xiàn)象。

例：試計(jì)算圖10.7中3片EPROM2764的尋址空間：設(shè)系統(tǒng)有16位地址線A15~A0，而存儲(chǔ)器本身使用的地址為A12~A0。我們用三條高位地址線A15，A14，A13分別做三片2764的片選信號(hào)。

圖7.7線選法舉例7.3.2存儲(chǔ)器的選址（續(xù)）

存儲(chǔ)器

A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0

尋址空間

2764（1）

0××

00000000000000

××0000000000001┇0

××1111111111111

0000H~1FFFH或2000H~3FFFH或4000H~5FFFH或6000H~7FFFH2764（2）

×0×0000000000000×0

×

0000000000001┇×0

×1111111111111

0000H~1FFFH或2000H~3FFFH或8000H~9FFFH或A000H~BFFFH2764（3）××0

0000000000000××0

0000000000001┇××0

1111111111111

0000H~1FFFH或4000H~5FFFH或8000H~9FFFH或C000H~DFFFH尋址空間的地址計(jì)算如下表所示

部分譯碼：存儲(chǔ)器本身不使用的高位地址有一部分參與譯碼，另一部分不參與譯碼。例：

2、譯碼法:是指通過(guò)譯碼電路或譯碼器產(chǎn)生存儲(chǔ)器的片選信號(hào)。譯碼法又可分為兩種，即部分譯碼和完全譯碼。圖7.8部分譯碼舉例7.3.2存儲(chǔ)器的選址（續(xù)）

存儲(chǔ)器

A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0

尋址空間

2764（1）

×

000000000000000×

000000000000001┇×

0011111111111110000H~7FFFH

或8000H~9FFFH2764（2）

×

010000000000000×

010000000000001┇×

011111111111111

2000H~3FFFH

或A000H~BFFFH各存儲(chǔ)器的尋址空間計(jì)算

7.3.2存儲(chǔ)器的選址（續(xù)）

完全譯碼法：存儲(chǔ)器本身不使用的高位地址線全部參與譯碼。如前例中若使用3-8譯碼器74LS138產(chǎn)生三片2764的片選信號(hào)，且讓A15，A14，A13都參與譯碼，連接方法見(jiàn)圖10.9。

圖7.9完全譯碼舉例

7.3.2存儲(chǔ)器的選址（續(xù)）

存儲(chǔ)器

A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0

尋址空間

2764（1）

00000000000000000

000000000000001┇0

001111111111111

0000H~1FFFH

2764（2）

00100000000000000

010000000000001┇0

0111111111111112000H~3FFFH

2764（3）

0

1000000000000000

100000000000001┇0

1011111111111114000H~5FFFH三片2764的尋址空間如下表所示

7.3.3存儲(chǔ)矩陣和存儲(chǔ)模塊

在微機(jī)系統(tǒng)中，常用存儲(chǔ)矩陣和存儲(chǔ)模塊來(lái)組織內(nèi)存，它是指由若干片存儲(chǔ)器通過(guò)適當(dāng)連接構(gòu)成的一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)域。動(dòng)態(tài)RAM4164是64K×1的存儲(chǔ)芯片，假如用這種芯片構(gòu)成128K×8的存儲(chǔ)模塊，就需要16片，如下頁(yè)圖7.10所示。

RAM的組織圖7.10存儲(chǔ)矩陣和存儲(chǔ)模塊舉例

7.3.3存儲(chǔ)矩陣和存儲(chǔ)模塊（續(xù)）

7.4.1PC微機(jī)存儲(chǔ)器空間分布

地址范圍存儲(chǔ)區(qū)空間大小00000H—003FFHBIOS中斷向量表1KB00400H—004FFHBIOS數(shù)據(jù)區(qū)0.5KB00500H—9FFFFH用戶程序區(qū)638.5KBA0000H—BFFFFH顯示緩沖區(qū)128KBC0000H—F5FFFH附加ROM區(qū)216KBF6000H—FFFFFH基本ROM區(qū)40KB

8086/8088微機(jī)系統(tǒng)中地址總線有20條，可尋址1MB的存儲(chǔ)