微机原理讲义第4章范例.ppt

第一节 概述 内存储器结构与工作过程示意图 第二节 读写存储器RAM 第三节 只读存储器ROM 第四节 存储器芯片扩展及其与CPU的连接 1/128行、列译码器：分别用来接收7位的行、列地址，经译码后，从128×128个存储单元中选择出一个确定的存储单元，以便进行读写操作。4个存储单元选中后，经过1位行列地址译码，通过I/O门选择1位输入输出。 由列选通控制输出 行、列时钟缓冲器：用以协调行、列地址的选通信号 128读出放大器：与4个128×128存储阵列相对应，接收行地址选通的4×128个存储单元的信息，经放大(刷新)后，再写回原存储单元。 Intel2164A的外部结构 A0～A7:地址信号输入，分时接收CPU选送的行、列地址。 DIN : 数据输入引脚 DOUT:数据输出引脚 ：行地址选通，低电平有效，有效时表明芯片当前接收的是行地址。 :读/写控制线, 低电平时, 写操作；高电平时, 读操作。 ：列地址选通，低电平有效，有效时表明芯片当前接收的是列地址。此时， 应为低电平。 N/C: 未用引脚 Intel2164A的工作方式和及其时序关系：读操作 行地址领先于行选通先有效，行选通后将行地址锁存，然后列地址上地址线，列地址选通锁存。读写信号为高电平，控制数据从存储单元输出到DOUT。 写操作： 对行、列选通信号要求不变。写信号先于列选通有效，写入的数据信息必须在列选通有效前送入DIN，且在列选通有效后，继续保持一段时间，才能保证数据能正确写入。 读－改－写操作： 在指令中，常常需要对指定单元的内容读出并修改后写回到原单元中，这种指令称为读－改－写指令。如： AND [BX], AX ADD [SI], BX 为了加快操作速度，在动态存储器中专门设计了针对读－改－写指令的时序，遇到读－改－写指令，存储器自动用该时序进行操作。 类似于读操作和写操作的结合，在行选通和列选通同时有效的情况下，写信号高电平，先读出，在CPU内修改后，写信号变低，再实现写入。 刷新操作： 由于存储单元中存储信息的电容上的电荷会泄漏，所以要在一定的时间内，对存储单元进行刷新操作，补充电荷。芯片内部有4个128单元的读放大器，在进行刷新操作时，芯片只接收从地址总线上发来的低7位的行地址，1次从4个128×128的存储矩阵中各选中一行，共4×128个单元，分别将其所保存的信息输出到4个128单元的读放大器中，经放大后，再写回原存储单元，这样实现刷新操作。 由列选通控制输出 低7位 高1位 因此，在刷新操作中，只有行选通起作用，即芯片只读取行地址，由于列选通控制输出缓冲器，所以在刷新时，数据不会送到输出数据线DOUT上。 可见，由行选通信号把刷新地址锁存进行地址锁存器，则选中的4×128个单元都读出和重写。列选通信号在刷新过程中无效，所以数据不会输入与输出。 掩膜ROM 掩膜ROM所保存的信息取决于制造工艺，一旦芯片制成后，用户是无法变更其结构的。这种存储单元中保存的信息，在电源消失后，也不会丢失，将永远保存下去。 若地址信号为00，则选中第一条字线，该线输出为1，若有MOS管与其相连，该MOS管导通，对应的位线就输出为0，若没有管子与其相连，输出为1，所以，选中字线00后输出为0110。同理，字线01输出为0101。 可编程序的ROM ：PROM 如果用户需要写入程序，则要通过专门的PROM写入电路，产生足够大的电流把要写入“1”的那个存储位上的二极管击穿，就意味着写入了“1”。读出的操作同掩膜ROM。 这种存储器在出厂时，存储体中每条字线和位线的交叉处都是两个反向串联的二极管的PN结，字线与位线之间不导通，此时，意味着该存储器中所有的存储内容均为“0”。 可擦除可编程序的ROM ：EPROM 首先，栅极浮空，没有电荷，没有导电通道，漏源级之间不导电，表明存储单元保存的信息为“1”。 如果在漏源级之间加上+25V的电压，漏源极被瞬间击穿，电子通过SiO2绝缘层注入到浮动栅，浮动栅内有大量的负电荷。当高电压去除后，由于浮动栅周围是SiO2绝缘层，负电荷无法泄漏，在N基体内感应出导电沟道。 导电沟道 表明相应的存储单元导通，这时存储单元所保存的信息为“0”。一般情况下，浮动栅上的电荷不会泄漏，并且在微机系统的正常运行过程中，其信息只能读出而不能改写。 如果要清除存储单元中所保存的信息，就必须将浮动栅内的负电荷释放掉。用一定波长的紫外光照射浮动栅，负电荷可以获得足够的能量摆脱SiO2的包围，以光电流的形式释放掉，这时，原来存储的信息也就不存在了。 由这种存储单元所构成的ROM存储芯片，在其上方有一个石英玻璃的窗口，紫外线正是通过这个窗口来照射其内部电路而擦除信息的，一般擦除信息需用紫外线照射