电工电子技术 第三版 叶淬dg11.ppt

电工电子技术 首 页 了解存储器的分类及各类存储器的特点和应用场合，了解存储器的主要性能指标对存储器性能的影响；掌握半导体存储器的逻辑功能和使用方法，理解半导体存储器的电路结构和工作原理；熟悉可编程逻辑器件的类型、工作原理及编程方式。 学习目的与要求 存储器的分类和用途 存储器是一种具有记忆功能的接收、保存和取出信息的设备，是计算机的重要组成部分，是CPU最重要的系统资源之一。 存储器按在微机中的位置可分为主存储器(内存)、辅助存储器(外存)和缓冲存储器(缓存)三大类。内存一般由半导体存储器构成，通常装在计算机主板上，存取速度快，但容量有限；外存是为了弥补内存容量的不足而配置的，如硬盘、软盘等，外存容量大、成本低，所存信息既可修改也可长期保存，但存取速度慢；缓存位于内存与CPU之间，其存取速度非常快但存储容量更小，一般用来解决存取速度与存储容量之间的矛盾，可提高整个系统的运行速度 。 存储器主要性能指标是存储容量、存储速度和可靠性。 计算机的内存储器由ROM和RAM两部分组成。其中只能读不能写的存储器，称为只读存储器ROM；即能读又能写的存储器，叫做可读写存储器RAM。 由于历史上的原因，可读写存储器也被人们称为随机存取存储器。 通常ROM中的程序和数据是事先存入的，在工作过程中不能改变，这种事先存入的信息不会因下电而丢失，因此ROM常用来存放计算机监控程序、基本输入输出程序等系统程序和数据。RAM中的信息则下电就会消失，所以主要用来存放应用程度和数据。 对存储器的读写或取出都是随机的，通常要按顺序随机存取。按顺序随机存取有两种方式：①先进先出；②后进先出。 11.1 随机存取存储器RAM 存储矩阵 读 写 控 制 器 行 地 址 译 码 器 列地址译码器 2n RAM 电 路 结 构 框 图 m n位 地址码 1. RAM的功能与结构 输出控制 m位 数据 片选控制 读/写控制 地址译码器： RAM中的每个寄存器都有一个编号，称为地址。每次读/写信息时，只能和某一个指定地址的寄存器之间进行取出或是存入，此过程称为访问存储器。访问地址的是机器识别的二进制数，送给地址译码器译码后，由相应输出线给出信号，控制被选中的寄存器与存储器的I/O端子，使其进行读/写操作。 存储矩阵 读 写 控 制 器 行 地 址 译 码 器 列地址译码器 2n RAM 电 路 结 构 框 图 m n位 地址码 输出控制 m位 数据 片选控制 读/写控制 读写控制器： 读/写控制线可对RAM的读出和写入进行控制。如R/W＝0时，执行写操作，R/W＝1时，执行读操作；由地址输入端输入的n 位地址码经地址译码器译码后选中一组(信息长度m 位)存储单元，m位的二进制代码经I/O 接口被写入或被读出。 存储矩阵 读 写 控 制 器 行 地 址 译 码 器 列地址译码器 2n RAM 电 路 结 构 框 图 m n位 地址码 输出控制 m位 数据 片选控制 读/写控制 I/O控制器： 为了节省器件引脚的数目，数据的输入和输出共用相同的I/O引脚。读出时它们是输出端，写入时它们又是输入端，即一线二用，由读/写控制线控制。I/O端子数决定于一个地址中寄存器的位数。通常RAM中寄存器有五种输入信号和一种输出信号：地址输入信号、读/写控制输入信号、 OE输出控制信号、 CS片选控制输入信号、数据输入信号和数据输出信号。 存储矩阵 读 写 控 制 器 行 地 址 译 码 器 列地址译码器 2n RAM 电 路 结 构 框 图 m n位 地址码 输出控制 m位 数据 片选控制 读/写控制 片选控制： 由于集成度的限制，通常要把许多片RAM组装在一起构成一台计算机的存储器。当CPU访问存储器时，存储器中只允许一片RAM中的一个地址与CPU交换信息，其它片RAM不能与CPU发生联系，所谓片选就是实现这种控制。通常一片RAM有1根或几根片选线，当某一片的片选线为有效电平时，则该片被选中，地址译码器的输出信号控制该片某个地址与CPU接通；片选线为无效电平时，与CPU之间呈断开状态。例如片选信号CS＝“1”时，RAM禁止读写，处于保持状态，I/O口的三态门处于高阻抗状态；CS＝“0”时，RAM可在读/写控制输入R/W的作用下作读出或写入操作。 存储矩阵 读 写 控 制 器 行 地 址 译 码 器 列地址译码器 2n RAM 电 路 结 构 框 图 m n位 地址码 输出控制 m位 数据 片选控制 读/写控制 存储矩阵： 存储矩阵是存储器的主体，含有大量的基本存储单元。通常数据和指令是用一定位数的二进制数来表示的，这个二进制数称为字