第3章 存储器接口.pptVIP

第3章 存储器接口 存储器是组成计算机系统的重要部件，它用来保存计算机工作所必须的程序和数据，并用来存放计算机在运行过程中产生的有用信息。CPU虽然是整个计算机系统的核心部件，但如果没有存储器，它丝毫不能发挥它的运算和控制功能。 3.1 概述 存储器的分类 1．内存和外存 2．按存储价质分类：根据存储介质的材料及器件的不同，可分为磁存储器（包括磁芯、磁泡、磁鼓、磁盘及磁带）、半导体存储器（即半导体集成电路存储器）、光存储器以及激光光盘存储器。 半导体存储器 1．从器件原理的角度来看，可分为单极型存储器和双极型存储器两种。 2．从工作特点、作用和制造工艺的角度来看，又可以分为如下几种： （1）随机访问存储器RAM：RAM又分为DRAM和SRAM两种。 （2）只读存储器ROM：ROM分为以下几种类型，掩膜ROM、PROM、EPROM、E2PROM 3.2 典型存储芯片 1．静态RAM HM6116 6116芯片的存储容量为2K×8位，片内有16384个存储单元，排成128×128的矩阵，构成2K个字，字长8位，因此需有11条地址线，分成7条行地址线A4～A10，4条列地址线A0～A3，一个1l位地址码选中一个存储字。字长8位，需要有8条数据线D7～D0。 2．静态RAM 6264 6264是8K×8位的静态随机存取存储器，双列直插式芯片，有28个引脚，包括13条地址线、8条数据线、1条电源线VCC和1条接地线GND，片选信号和CE1、写允许信号和输出允许信号及一个空引脚。 3．EPROM 2716 2716是8K×8位的可擦除可编程的EPROM存储器，双列直插式芯片，有24个引脚，包括11条地址线、8条数据线、1条电源线VCC和1条接地线GND，片选信号、编程电压VPP、功率下降/编程脉冲PD/PGM。 3.3 存储器与CPU的接口 在微处理器系统中，CPU对存贮器进行读写操作时，首先要由地址总线给出存贮单元的地址号，然后要发出相应的读/写控制信号，最后才能通过数据总线读/写数据，交换信息。 存贮器与CPU的接口应包括三部分内容： （1）与地址总线的接口 （2）与数据总线的接口 （3）与相应控制线的接口 存贮器芯片的选择有两种方法：线性片选法和译码片选法。 （l）线性片选法 线性片选法是用地址总线中的某一条线直接作为选择某一存贮器芯片的片选信号，即用单根地址线来进行存贮器芯片的选择。 （2）译码片选法 译码片选法是利用译码器对有关地址信号进行译码，然后用译码器的输出去控制存贮器的片选端，也就是用译码器的输出来选择存贮器芯片。 3.4 动态存储器及其接口 动态RAM单元线路简单，是以MOS管极间寄生电容来存储信息的。由于漏电原因，电容器上的电荷一般会在几毫秒内泄漏掉。为此，必须定期给它们补充电荷，这就是动态RAM的刷新。 动态RAM集成度高，而引脚数目受到小型化封装的限制，往往较少。少量的地址线要分时做行地址和列地址用，所以在存储器外部要有行/列地址转换的多路开关，把先出现在地址总线上的行地址通过多路开关，接至存储器的地址输入端；随后转换开关，再把地址总线上的列地址接至存储器的地址输入端。 动态RAM内部结构还有两个特点： 一是具有行地址锁存器和列地址锁存器，由于行地址和列地址分时传送，故必须根据时序要求产生行、列地址选通信号，以便把行、列地址锁存到相应的锁存器中，从而寻址一个确定的存储单元。 另一个是内部带有读出再生放大器，它能提高信号输出功率，还能在读写操作的同时，刷新本单元的内容及与该单元处同一行的其余各单元的内容。 3.5 存储器的扩充与驱动 存储器的扩充 扩充存储器一般有三个步骤：片选、板选、体选。 总线的驱动 CPU时序与存储器存取速度之间的配合 存储器的扩充，除要考虑正确的连接及总线的驱动外，还必须考虑存储器与CPU在时间上的配合。 当存储器的最大存取时间大于CPU的读/写存储器总线周期时，即慢速存储器与快速CPU连接，就应该采取措施使它们协调工作。 1．降低CPU的时钟频率，使CPU时钟周期拉长，以满足存储器的最大存取时间的要求。这种方法简单，但却使整个系统的处理速度和信息吞吐量降低。 2．插入等待状态TW。一般微处理器都设有请求等待输入线。如Z80的线，8088的READY线。8088 CPU的READY线，当在一个总线周期T3下降沿时为低电平，则CPU就在总线周期T3后自动插入等待周期TW。插入等待周期TW的个数取决于“准备就绪”（READY）信号的宽度，这样就延长了系统对存储器的访问时间。 3.6 软盘及软盘控制器 软盘：以软塑料为基底