单片机与嵌入式系统2B讲述.ppt

存储器 两个稳定的物理状态来存储二进制信息 分为内存和外存 内部存储器的类型： (1) 随机存储器(random access memory，简称RAM) 随机存储器(又称读写存储器)指通过指令可以随机地、个别地对各个存储单元进行访问，一般访问所需时间基本固定，而与存储单元地址无关。 (2) 只读存储器(read only memory,简称ROM) 只读存储器是一种对其内容只能读不能写入的存储器，在制造芯片时预先写入内容。 它通常用来存放固定不变的程序、汉字字型库、字符及图形符号等。由于它和读写存储器分享主存储器的同一个地址空间，故仍属于主存储器的一部分。 (3) 可编程序的只读存储器(programmable ROM,简称PROM) 一次性写入的存储器，写入后，只能读出其内容，而不能再进行修改。OTP(One Time Program ) (4) 可擦除可编程序只读存储器(Erasable PROM,简称EPROM) 可用紫外线擦除其内容的PROM，擦除后可再次写入。 (5) 可用电擦除的可编程只读存储器(Electrically EPROM,简称E2PROM) 可用电改写其内容的存储器，近年来发展起来的快擦型存储器(flash memory)具有E2PROM的特点。 上述各种存储器，除了RAM以外，即使停电，仍能保持其内容，称之为“非易失性存储器”，而RAM为“易失性存储器”。 存储器的主要技术指标 主要性能指标为主存容量、存储器存取时间和存储周期时间。 计算机可寻址的最小信息单位是一个存储字，称为“字可寻址”机器。 一个存储字所包括的二进制位数称为字长。一个字又可以划分为若干个“字节”。 现代计算机中，大多数把一个字节定为8个二进制位，因此，一个字的字长通常是8的倍数。有些计算机可以按“字节”寻址，称为“字节可寻址”计算机。 以字或字节为单位来表示主存储器存储单元的总数，就得到了主存储器的容量。 常用的计量存储空间的单位有K、M、G。 1K=210、1M=220、1G=230 存储器的速度，一般用存储器存取时间和存储周期来表示。 存取时间(memory access time)又称存储器访问时间，是指从启动一次存储器操作到完成该操作所经历的时间。 存储周期(memory cycle time)指连续启动两次独立的存储器操作(例如连续两次读操作)所需间隔的最小时间。 通常，存储周期略大于存取时间，其差别与主存储器的物理实现细节有关。 存储器的基本操作 存储器用来暂时存储CPU正在使用的指令和数据，它和CPU的关系最为密切。 总线包括数据总线、地址总线和控制总线。 CPU通过使用AR(地址寄存器)和DR(数码寄存器)和主存进行数据传送。若AR为K位字长，DR为n位字长，则允许主存包含2K个可寻址单位(字节或字)。在一个存储周期内，CPU和主存之间通过总线进行n位数据传送。此外，控制总线包括控制数据传送的读(read)、写(write)和表示存储器功能完成的(ready)控制线。 读/写存储器(即随机存储器(RAM)) 半导体读/写存储器按存储元件在运行中能否长时间保存信息来分，有静态存储器和动态存储器两种。 静态存储器利用双稳态触发器来保存信息，只要不断电，信息是不会丢失的； 动态存储器利用MOS电容存储电荷来保存信息，使用时需不断给电容充电才能使信息保持。 静态存储器的集成度低，功耗大、速度快； 动态存储器的集成度高，功耗小，速度快；它主要用于大容量存储器。 1. 静态存储器(SRAM) ①读周期参数 若片选信号先建立，其输入输出波形如图 (a)所示； 若地址先建立，其输入输出波形如图所示。 2. 动态存储器(DRAM) (1) 存储单元和存储器原理 早期位动态存储器所用的三管式存储单元，下图是三管存储单元电路图。三管单元布线较复杂，所用元件仍较多，但电路稳定。 (2) 再生(refresh) DRAM是通过把电荷充积到MOS管的栅极电容或专门的MOS电容中去来实现信息存储的。由于电容漏电阻的存在，随着时间的增加，其电荷会逐渐漏掉，从而使存储的信息丢失。为了保证存储信息不遭破坏，必须在电荷漏掉以前就进行充电，以恢复原来的电荷。这一充电过程称为再生，或称为刷新。 对于DRAM，再生一般应在小于或等于2ms的时间内进行一次。 SRAM则不同，由于SRAM是以双稳态电路为存储