第章存储器系统资料.ppt

4.4.3 光盘存储器 ◆ 光盘：利用光学方式读写信息的圆盘 光盘采用聚焦激光束在盘式介质上非接触地 记录高密度信息，以介质材料的光学性质(如反 射率、偏振方向)的变化来表示所存储信息的 “1”或“0”。 ◆ 光盘的优点：记录密度高。 ◆ 光盘的缺点：存取时间长，数据传输率低。 1.光盘的分类 (1)只读型光盘（Read Only） 厂商以高成本制作出母盘后大批重复压制 出来的光盘。记录的信息只能读出，不能被修改。 (2)一次型光盘 用户可以在这种光盘上写入信息，写后可以直 接读出。写入信息会使介质的物理特性发生永久性 变化，因此只能写一次。写后的信息不能再改变。 (3)可擦写型光盘（Rewriteable） 用户可对这类光盘进行随机写入、擦除或重写 信息。 2. 光盘存储器的工作原理 （只读） HR HR 激光光源 (c) (b) (a) 可擦写型光盘 4.5 相对简单计算机 设计一个使用相对简单CPU的计算机： 有8K ROM，起始地址为0 紧接着是8K的RAM 一个存储器映射、地址为8000H的双向I/O端口 1. CPU 16个地址引脚：A15到A0 通过引脚D7到D0访问系统的数据总线 两根控制线：READ和 WRITE 图4.12，只包括了CPU的细节，随着设计推进， 将开发出其余部分的细节。 图4.12 相对简单计算机：只有CPU的细节 2. 存储器子系统 (1) 8K ROM：从地址0开始(从0到8K-1的所有地址) 二进制表示： 0000 0000 0000 0000～0001 1111 1111 1111 (2) 8K RAM：紧跟在 ROM后面，地址从8K到16K-1 0010 0000 0000 0000～0011 1111 1111 1111 为简化设计，在存储器子系统中，使用一个8K的 ROM芯片和一个8K的RAM芯片。 (3) 访问存储器芯片，处理器必须提供芯片用的地址 和控制信号。 ◆ 地址信号 8K的存储器有213个存储单元，需要13位的地 址输入来选择其中一个单元。 A12到A0：芯片的地址输入(从地址总线上获得) A15、A14和A13：用来选择存储器芯片 ROM芯片地址范围： 0000 0000 0000 0000～0001 1111 1111 1111 (地址的最高三位总是000) 即当A15A14A13=000时，ROM芯片必须有效。 类似的，RAM芯片有效的条件是A15A14A13=001。 ◆ 使能信号◆ ROM芯片还有一个输出使能信号 将控制总线上的READ信号连接到ROM的输出使能上 ◆ RAM有两个控制输入RD和WR，控制总线的READ和 WRITE信号能驱动这两个信号（CPU的设计应该确保 这两个信号不会同时发出）。 这些信号和芯片使能逻辑一起可以保证：任何 时刻，只有一个存储器芯片中的一个存储单元被访 问。 图4.13 相对简单计算机：存储器细节 3. I/O子系统 系统指明一个双向I/O端口，地址为8000H， 或1000 0000 0000 0000。用地址和控制信号来激励 该端口的输入和输出接口电路。 非常类似图4.11中的设计。用寄存器来存储输出 到该设备的数据，用三态缓冲器传递来自该设备的输 入数据。 只要作两个修改: ◆ 第一个很简单，由于相对简单CPU用的是存储器映 射I/O，因此将IO/M信号从电路中删除。 ◆ 第二个是修改地址逻辑，以辨认地址8000H，而不 是F0H，用组合逻辑可以很容易做到这一点。 图4.14 相对简单计算机：最后的设计 4.6 实例：一台基于8085的计算机 1. 8085的一个特征(地址复用技术) 使用8个复用引脚，AD7到AD0，为所有数据位和 地址的低八位。在存储器访问的第一个时钟周期， 这些引脚包含地址的低8位；剩下的时钟周期，它们 用来传送或接收数据。这是为了减少微处理器引脚 的个数。 2. 一个附加电路 存储器要求整个地址有效，否则不能访问数据。 设计地址锁存选通信号ALE，该信号在存储器或I/O访问的第