微机原理及应用ch5-stu.pptx

第5章 半导体存储器及其接口第五章 存储器系统西南石油大学计算机科学学院教 师郑 津如何设计实现抢答器？问题：抢答器所用到的信息存储空间如何构成？教学重点存储器的分级结构和组织存储器与CPU的连接 5.1存储器概述RAM与ROM5.25.3存储器芯片与CPU的连接第五章 存储器系统重点！Memory：电“脑”的基础基本功能存放程序和数据主要参数容量：容量越大，可支持的功能越强速度：速度越快，系统整体的效率越高组织形式单元010110110单元101101001地址译码器CPU单元2n位单元地教学楼的组织形式比较单元x-101010111半导体存储器软磁盘硬磁盘磁带光盘存储器的分类按存储介质半导体存储器、磁存储器、光存储器按工作方式随机访问、顺序访问、读写、只读按信息保存易失性(挥发性)、非易失性(非挥发性)RAM: Random Access MemoryROM: Read Only Memory按系统中的地位主存(内存)、辅存(外存)、高速缓存(Cache)现代计算机的三级存储体系存储器分级体系结构存储器：现代计算机的性能瓶颈矛盾：容量 or 速度 or 成本？问题：同一类存储器难以满足上述三者的约束解决办法：将存储器分级，目前通常采用多级存储器体系结构，即使用高速缓冲存储器、主存储器和外存储器。本章介绍采用半导体存储器及其组成主存的方法。CPUCPU内部的寄存器速度最快，也最昂贵速度可与CPU匹配、容量小，存放的是主存部分内容的副本。CACHECPU能直接编程访问、 工作速度快、存储容量比较大、能随机访问主存（内存）存放联机保存但暂不使用的程序和数据、存储容量大、 速度慢、 平均成本低辅存（外存）地址寄存地址译码读写电路数据寄存存储体ABDB控制电路OEWECS半导体存储器芯片的结构① 存储体存储器芯片的主要部分，用来存储信息② 地址译码电路根据输入的地址编码来选中芯片内某个特定的存储单元 ③ 片选和读写控制逻辑选中存储芯片，控制读写操作① 存储体每个存储单元具有一个唯一的地址，可存储1位（位片结构）或多位（字片结构）二进制数据芯片存储容量与地址、数据线个数有关： 芯片的存储容量＝2M×N ＝存储单元数×存储单元的位数 M：芯片的地址线根数 N：芯片的数据线根数 ① 存储体存储元单元地址00…0000…01........XX…XX存储单元存储体存储容量② 地址译码电路00存储单元1A2A1A0行译码A5A4A3A2A1A01译码器64个单元764个单元017列译码63A3A4A5单译码双译码③ 片选和读写控制逻辑片选端CS*或CE*有效时，可以对该芯片进行读写操作输出OE*控制读操作。有效时，芯片内数据输出该控制端对应系统的读控制线写WE*控制写操作。有效时，数据进入芯片中该控制端对应系统的写控制线 5.1存储器概述RAM与ROM5.25.3存储器芯片与CPU的连接第五章 存储器系统重点！半导体存储器的分类集成度低、价位高速度快、外围电路简单适用于小系统存储集成度高、价位低速度较慢、需要刷新电路等适用于较大规模存储系统静态RAM（SRAM）动态RAM（DRAM） 非易失RAM（NVRAM）随机存取存储器（RAM）仅用于保存启动配置文件半导体存储器掩膜式ROM一次性可编程ROM（PROM） 紫外线擦除可编程ROM（EPROM）电擦除可编程ROM（EEPROM）只读存储器 （ROM）5.2.1 静态RAMVccWWT5T6T3T4T1位线位线T2数据线ZBA字线SRAM的基本存储单元是触发器电路，对应存储一位二进制许多个基本存储单元形成行列存储矩阵SRAM一般采用“字结构”存储矩阵：每个存储单元存放多位（4、8、16等）每个存储单元具有一个地址5.2.2 动态RAMDRAM的基本存储单元：单个场效应管及其极间电容电容不可避免的存在漏电现象，如果电荷不足会导致数据出错，因此必须配备“读出再生放大电路”进行刷新每次同时对一行的存储单元进行刷新DRAM一般采用“位结构”存储体：每个存储单元存放一位需要8个存储芯片构成一个字节单元每个字节存储单元具有一个地址5.2.3 只读存储器ROM掩膜ROM：信息制作在芯片中，不可更改PROM：允许一次编程，此后不可更改EPROM：用紫外光擦除，擦除后可编程；并允许用户多次擦除和编程，块擦出方式EEPROM（E2PROM）：采用加电方法在线进行擦除和编程，也可多次擦写，字擦出方式Flash Memory（闪存）：是在EEPROM基础上发展起来的新型电可擦可编程的非易失性存储器特点：高密度/非易失性/读/在线改写;兼有RAM和 ROM的特点,可代替软盘和硬盘。擦写次数可达10万次以上。读取时间小于10ns。 5.1存储器概述RAM与ROM5.2存储器芯片与