第四章内存储器接口的基本技术讲述.ppt

4－1 存储器分类 4－2 随机存取存储器RAM 4－3 只读存储器ROM 4－4 CPU与存储器的连接 4－5 典型的半导体芯片举例 4－1 存储器分类 存储器是计算机(包括微机)硬件系统的重要组成部分 有了存储器，计算机才具有“记忆”功能 才能把程序及数据的代码保存起来 才能使计算机系统脱离人的干预 而自动完成信息处理的功能 一、按用途分类——内部存储器、外部存储器 1、内部存储器 也称内存，是主存储器，位于主机内部，存放当前正在使用或经常使用的程序和数据，可供CPU直接访问。一般由半导体存储器件构成。 特点：存取速度较快;容量大小受到地址总线位数的限制 8086系统是20条地址总线，可寻址内存空间为1MB 80386系统是32条地址总线，可寻址内存空间为4GB PⅡ以上系统是36条地址总线，可寻址内存空间为64GB 存放系统软件（系统引导程序、监控程序或操作系统的BIOS）和当前要 运行的应用程序 2、外部存储器 也称外存，是辅助存储器，一般由磁表面存储器件构成。 特点：存取速度较慢;存储容量大，要由专用的设备来管理，配置专门的驱动设备才能访问外存(软盘驱动器、硬盘驱动器、光盘驱动器等) 微机中常见的外存有：软盘、硬盘、光盘、微缩胶片等 计算机启动一般由内存ROM中的引导程序启动系统，再从外存中读取系统程序和应用程序，送到内存的RAM，程序运行的中间结果放在RAM中，程序运行结束时将最后结果存入外存。 二、按存储器性质分类——只读存储器(ROM)、随机存储器(RAM)。 （1）随机存取存储器RAM（Random Access Memory）：RAM中的任意一个存储单元都可被随机读写，且存取时间与存储单元的物理位置无关，读写速度较快。RAM主要用来存放输入、输出数据及中间结果并与外存储器交换信息。 RAM可分为两种： ① SRAM静态RAM（Static RAM） 速度非常快，有电存储的内容不会消失，集成度较低（6各MOS管组成1位），功耗较大。一般是构成高速缓冲存储器（Cache memory）存储器件。 DRAM的运行速度比SRAM慢2－5倍。一般PC机的标准存储器都由DRAM组成 ② DRAM动态RAM（Dynamic RAM） 必须周期性的在内容消失之前刷新（Refresh）(DRAM的内容会在10－3或10－6秒后消失) 基本存储电路由一个晶体管和一个电容构成，集成度高，功耗小，成本低，但需一个额外的刷新电路 DRAM的运行速度比SRAM慢2－5倍。一般PC机的标准存储器都由DRAM组成 （2）只读存储器ROM(Read Only Memory)：ROM中所存储的内容是固定不变的，即只能读出不能写入。ROM一般用来存放微机的系统管理程序、监控程序等。 ROM按集成电路内部结构不同，可分为三种： ①PROM可编程的ROM（Programable ROM） 将设计的程序固化进去后，ROM内容不可更改 ②EPROM可擦除、可编程的ROM（Erasable PROM） 可编程固化程序，但可通过紫外光照擦除固化程序，以便重新固化程序 ③EEPROM电可擦除可编程的ROM（Electrically Erasable PROM） 可编程固化程序，但可用电擦除固化程序，以便重新固化程序 3、存储器可靠性：也是存储器系统的重要性能指标。通常用平均故障间隔时间来衡量。 为了在存储器系统中兼顾以上三个方面的指标，目前在计算机系统中通常采用三级存储器结构，即使用高速缓冲存储器、主存储器和辅助存储器，由这三者构成一个统一的存储系统。从整体看，其速度接近高速缓存的速度，其容量接近辅存的容量，而其成本则接近廉价慢速的辅存平均价格。 5－2 随机存储器(Random Access Memory,RAM)： 在微机系统的工作过程中，可以随机地对其中的各个存储单元进行读／写操作。 一、静态随机存储器(Static RAM,SRAM) SRAM其存储电路是以双稳态触发器为基础，只要不掉电，信息永不会丢失，不需要刷新电路。SRAM的主要性能是：存取速度快、功耗较大、容量较小。它一般适用于构成高速缓冲存储器（Cache）。 存储器的系统结构 一般情况下，一个存储器系统由以下几部分组成。 1 基本存储单元： 一个基本存储单元可以存放一位二进制信息，其内部具有两个稳定的且相互对立的状态，并能够在外部对其状态进行识别和改变。 不同类型的基本存储单元，决定了由其所组成的存储器件的类型不同。 存储器的系统结构 2 存储体： 一个基本存储单元只能保存一位二进制信息，若要存放M×N个二进制信息，就需要用M×N个基本存储单元，它们按一定的