〈新〉第五章 存储器和存储器子系统.ppt

微机原理与测控接口技术 北京邮电大学自动化学院 叶 平 Email: Yeping@bupt.edu.cn Tel: 第五章 存储器及存储器子系统 存储器的主要技术指标 1、存储容量 指它可存储的信息的字节数或比特数，通常用存储字数（单元数）? 存储字长 表示。 例如： 1Mb=1M ? 1bit=128k ? 8bit=256k ? 4bit=1M位 1MB=1M ? 8bit=1M字节 2、存取速度 （1）存取时间（访问时间）TA 从存储器接收到读/写命令到信息被读出或写入完成所需的时间。 决定于存储介质的物理特性和寻址部件的结构 ROM存取时间通常为几百 ns RAM存取时间通常为几十 ns 到一百多 ns （2）存取周期 TM 指在存储器连续读/写过程中一次完整的存取操作 所需的时间或者说是CPU连续两次访问存储器的最小 时间间隔。 TM略大于TA。 （3）数据传送速率BM 单位时间内能够传送的信息量。若系统的总线宽度为W，则BM=W/TM（b/s） 例如：若W = 32位，TM = 100ns，则 BM = 32bit / （100×10-9s）= 320×106 = 320Mbit/s = 40MB/s 若TM = 40ns，则 BM = 100MB/s 早期的PC机：总线为8位，TM = 250ns BM = 8bit / （250×10-9 ）= 4MB/s 系统总线的带宽（MB/s） 系统总线的带宽（频宽，MB/s） 系统总线本身所能达到的最高传送速率。 若系统总线的一个存取周期最快为4个总线时钟周期，在一个总线周期中可以存取32位数据。若该系统总线的时钟频率为16MHz，则总线的带宽 32 ×( 16× 10 6 / 4) = 128 Mb/s = 16MB/S 存储器的分类与性能 1、内存储器 也称主存储器，但有了Cache后，内存包括主存与 Cache。其速度快，价格贵，容量有限。它包括： （1）磁性存储器 磁泡存储器和磁芯存储器，信息不易丢失，但容量小，体积大。 （2）半导体存储器 ? 双极性存储器：速度快，功耗大，价格贵，容量小。适宜作Cache、队列等； ? MOS存储器：速度稍慢，集成度高，功耗小，价格便宜。 a、只读存储器 ROM：掩膜ROM，厂家制造时已编程，用户不可编程， 非易失。 PROM：用户可一次编程（OTP）, 不可擦除。 EPROM：紫外线擦除可编程ROM。 E2PROM：电可擦除可编程ROM。 ? MOS存储器：速度稍慢，集成度高，功耗小，价格便宜。 b、RAM存储器（随机存取存储器，又称随机读/写存储器，易失性） SRAM：静态存储器，掉电后，信息丢失----易失性。集成度低，价格稍贵 DRAM：动态存储器，即使不掉电，信息也会丢失，需要定时刷新。集成度高，价格较低 2、外存储器 外存储器又称海存，容量大，价格低，不易挥发，但存取速度慢。外存有： ? 磁表面存储器：磁鼓，磁盘（硬盘、软盘） ? 光存储器：CD-ROM, DVD-ROM, CD-R, WR-CD ? 半导体存储器：Flash存储器（闪存盘，闪存条， U盘。 内存的基本组成 1、存储体 存储二进制信息的矩阵，由多个基本存储单元组成，每个基本存储单元可有0与1两种状态，即存储1bit信息。 2、地址译码部件 地址线通过译码器选中相应的存储单元中的所有基本单元。地址线条数n = log2N（N为存储单元数）。 即：N=2n ，若n = 16，N = 2n = 65536 64K × 8 位 64K × 4 位 3、读/写电路 读/写电路由读出放大器、写入电路和读/写控制电路构成，通过数据线与CPU内的数据寄存器相连。 数据线的条数与每个存储单元内的基本存储单元数相等。 存储器的接口设计 存储器通过总线与CPU连接