存儲器培訓資料

第3章

存儲器3.1存儲器的概念、分類和要素3.2隨機讀寫存儲器（RAM）3.3只讀存儲器（ROM）3.4CPU與存儲器的連接3.5IBM-PC/XT中的存儲器的擴展及管理

3.1存儲器的概念、分類和要素3.1.1半導體存儲器的分類3.1.2選擇存儲器件的考慮因素3.1.1半導體存儲器的分類1．RAM的種類：在RAM中，按工藝可分為雙極型和MOS型兩大類。用MOS器件構成的RAM，可分為靜態(tài)RAM和動態(tài)RAM兩種。2．ROM的種類：1）掩膜ROM；2）可編程的只讀存儲器PROM；3）可擦除的EPROM；4）電擦除的PROM；5）快速擦寫存儲器FlashMemory又稱快閃存儲器圖3-1存儲器的邏輯結構示意圖3.1.2選擇存儲器件的考慮因素（1）易失性（2）只讀性（3）位容量（4）功耗（5）速度（6）價格（7）可靠性3.2隨機讀寫存儲器（RAM）3.2.1靜態(tài)RAM3.2.2動態(tài)RAM3.2.3幾種新型的RAM技術及芯片類型VCC（+5V）ABT1T2T3T4圖3-3基本存儲電路單元3.2.1靜態(tài)RAM．基本存儲電路單元（六管靜態(tài)存儲電路）圖3-4六管基本存儲電路單元2．靜態(tài)RAM的結構圖3-5典型的RAM的示意圖3．SRAM芯片實例常用典型的SRAM芯片有6116、6264、62256等。圖3-66116引腳圖3-76264引腳3.2.2動態(tài)RAM1．動態(tài)RAM的存儲單元2．動態(tài)RAM實例圖3-92164引腳圖3-102164內(nèi)部結構示意圖3.2.3幾種新型的RAM技術及芯片類型1．ECCRAM2．EDORAM和突發(fā)模式RAM3．同步RAM（SynchronousRAM，簡稱SDRAM）4．高速緩沖存儲器RAM5．RAMBUS內(nèi)存6．DDR

SDRAM7．VirtualChannelMemory（VCM）8．SLDRAM（Synchnonous

Link

DRAM）3.3.1掩膜ROM

3.3.2可擦除可編程的ROM（EPROM）

3.3.3電可擦可編程ROM(EEROM)3.3只讀存儲器（ROM）

3.3.1掩膜ROM1．MOSROM電路圖3-11單譯碼結構電路圖3-12復合譯碼結構電路表3-1掩膜ROM的內(nèi)容位單元D3D2D1D0010011101020101311112．雙極型ROM電路雙極型ROM速度比MOSROM的速度要快，它的取數(shù)時間約為幾十納秒。因此，雙極型ROM適用于對速度要求較高的應用場合。雙極型ROM包括兩部分：ROM的基本部分；讀取控制部分。3.3.2可擦除可編程的ROM（EPROM）1．基本存儲電路圖3-13EPROM的結構示意圖2．EPROM實例圖3-142716引腳

3.3.3電可擦可編程ROM(EEROM)

1．Intel2817的基本特點圖3-152817A引腳2．Intel2817的工作方式表3-2Intel2817的工作方式3.4CPU與存儲器的連接3.4.1CPU與存儲器的連接時應注意的問題3.4.2存儲器片選信號的產(chǎn)生方式和譯碼電路3.4.3CPU（8088系列）與存儲器的連接3.4.1CPU與存儲器的連接時應注意的問題1．CPU總線的帶負載能力2．存儲器的組織、地址分配與片選問題3．CPU的時序與存儲器的存取速度之間的配合3.4.2存儲器片選信號的產(chǎn)生方式和譯碼電路1．片選信號的產(chǎn)生方式（1）線選方式（線選法）（2）局部譯碼選擇方式（部分譯碼法）（3）全局譯碼選擇方式（全譯碼法）2．存儲地址譯碼電路74LS138經(jīng)常用來作為存儲器的譯碼電路。

圖3-1674LS138引腳G1CBAY7～Y0有效輸出00100011111110Y000100111111101Y100101011111011Y200101111110111Y300110011101111Y400110111011111Y500111010111111Y600111101111111Y7其他值×××11111111無效表3-374LS138的真值3.4.3CPU與存儲器的連接

1．1KBRAM與CPU的連接（1）計算出所需的芯片數(shù)。（2）構成數(shù)據(jù)總線所需的位數(shù)和系統(tǒng)所需的容量。（3）控制線，數(shù)據(jù)線，地址線對應相連。圖3-17用1024×1位的芯片組成1KRAM的方框圖圖3-18用256×4位的芯片組成1KRAM的方框圖2．4KBRAM的連接（1）計算出所需的芯片數(shù)（2）構成數(shù)據(jù)總線所需的位數(shù)和系統(tǒng)所需的容量（3）控制線，數(shù)據(jù)線，地址線的連接：有線選方式、局部譯碼選擇方式和全局譯碼選擇方式之分。表3-4線選方式地址分布A15A14A13A12A11A10地址分布001110第一組：3800H~3BFFH001101第二組：3400H~07FFH001011第三組：2C00H~2FFFH000111第四組：1C00H~1FFFH圖3-19用2114芯片組成4KRAM線選控制譯碼結構圖圖3-20用2114芯片組成4KRAM局部譯碼結構圖圖3-21用2114芯片組成4KRAM全局譯碼結構圖3.5IBM-PC/XT中的存儲器，擴展存儲器及其管理

3.5.1存儲空間的分配3.5.2ROM子系統(tǒng)3.5.3RAM子系統(tǒng)3.5.4尋址范圍3.5.5存儲器的管理3.5.6高速緩存器Cache3.5.1存儲空間的分配圖3-22IBMPC/XT存儲空間的分配3.5.2ROM子系統(tǒng)其功能為：DOS引導程序；硬件中斷管理程序；系統(tǒng)配置分析程序；系統(tǒng)冷啟動，熱啟動和自測試；字符圖形發(fā)生器；圖3-23系統(tǒng)板上的ROM電路表3-5ROM子系統(tǒng)中譯碼器管理的存儲器地址3.5.3RAM子系統(tǒng)3.5.4尋址范圍由RAM芯片組，片選譯碼器，數(shù)據(jù)收發(fā)器，地址多路器，DRAM刷新邏輯以及奇偶校驗邏輯組成。片選譯碼電路用來產(chǎn)生和以及控制地址多路器的選通。圖3-24IBM-PC/XT的讀寫存儲器子系統(tǒng)的組成框圖3.5.4尋址范圍表3-6不同CPU的尋址范圍3.5.5存儲器的管理1．實地址方式實地址方式是80286~80486最基本的工作方式，尋址范圍只能在1MB范圍內(nèi)，故不能管理和使用擴展存儲器。它在復位時，啟動地址為FFFF0H，在此安裝一個跳轉(zhuǎn)指令，進入上電自檢和自舉程序。

2．虛地址保護方式（1）存儲器管理機制：80386先使用段機制，把包含兩個部分的虛擬地址空間轉(zhuǎn)化為一個中間地址空間的地址，然后再用分頁機制把線性地址轉(zhuǎn)化為物理地址（2）分段分頁機制：是所管理的存儲器塊具有固定的大小它把線性地址空間中的任一頁映射到物理空間的一頁。（3）保護：第一是保護操作系統(tǒng)的存儲段和其專用處理寄存器不被應用程序所破壞；第二是為每一個任務分配不同的虛地址空間，從而使不同任務之間完全隔離，實現(xiàn)任務的保護。（4）虛擬存儲器的概念：由存儲器管理機制以及一個大容量的快速硬盤存儲器或光盤支持。3．虛擬8086方式支持存儲管理、保護及多任務環(huán)境中執(zhí)行8086程序，創(chuàng)建一個在虛擬8086方式下執(zhí)行8086程序的任務，可以使CPU同時執(zhí)行三個任務：以32位虛地址保護方式執(zhí)行第一個任務的80386程序；以16位虛地址保護方式執(zhí)行第二個任務的80