微机原理第三版第5章.ppt

一、存储器的分类 二、存储器的构成 Cache容量较小，工作速度几乎与CPU相当。 CPU内的寄存器、Cache、主存、外存都可以存储信息，它们各有自己的特点和用途。它们的容量从小到大，而存取速度是从快到慢，价格与功耗从高到低。 4、典型的SRAM芯片 SRAM典型芯片有 Intel 2114 、6116，6264，62128，62256等 一、掩膜ROM 掩膜ROM是厂家根据用户的要求采用掩膜技术把程序和数 据在制作集成电路时就已写入完成。一旦制造完毕，存储器的 内容就被固定下来，用户不能修改。使用时，只能读出，不能写入。若要修改，就只能重新设计掩膜。 E2PROM用电擦除，可重复擦写100次，并且擦除的速度要快的多。E2PROM的电擦除过程就是改写过程，它具有ROM的非易失性，又具备类似RAM的功能，所以，E2PROM兼有RAM和ROM的双重功能特点 ；E2PROM的另一个优点是擦除可以按字节分别进行。由于字节的编程和擦除都只需要10ms，并且不需要特殊装置，因此可以进行在线的编程写入 Flash存储器也称为Flash或闪存，是一种新型的可编程的只读存储器，与E2PROM类似，是一种电擦写ROM，但它们之间有区别。E2PROM按字节擦写，速度慢；而Flash按块擦写，速度快，一般在65～170ns之间 ，一片可以擦写100万次以上。 1、特点 （1）按区块或页面组织；除了可进行整个芯片的擦除和编程，还可按字节、区块或页面进行擦除与编程。 （2）可进行快速页面写入，大大提高了编程速度。 （3）具有内部编程控制逻辑：写入时，由内部逻辑控制操作，CPU可做其他工作。 （4）具有在线系统编程能力：擦除与写入无需取下。 （5）具有软件和硬件保护能力：可防止有用数据被破坏。 2、Flash的应用 闪存像RAM 一样可在线写入数据，又具有ROM的 非易失性，因而可以取代全部的UV-EPRAM和大 部分的E2PROM。 ① 监控程序、引导程序或BIOS等基本不变或不经常改变的程序。 ② 闪存条、闪存卡（Flash card，U盘），数字相机，个人数字助理（PDN),MP3播放器，笔记本等辅存。即将取代软盘存储器和硬磁盘。（因其无机械运动，存取速度快，体积小，可靠性高等优点） 3、Flash芯片 目前，市场上的Flash 产品种类较多，如Intel公司推出的28F系列、美国Atmel公司生产的29系列芯片有AT29C256、AT29C512、AT29C010、AT29C020、AT29C040和AT29C080等，都是影响较大的Flash存储器。如图为AT29C040A存储芯片，容量为512?K×8位，是32个引脚的DIP封装，与Intel?27系列（EPROM）引脚兼容 存储器芯片通过总线与CPU连接，它们之间要交换地址信息、数据和控制信息。其接口信号如图。 1、存储器的地址分配 目前生产的存储器芯片，单片容量有限的，总是要由许多片才能组成所需容量的存储器，这就存在一个如何产生选片信号的问题。将存储器芯片与CPU连接前，首先要确定存储容量的大小，并选择相应的存储器芯片。选择好的存储器芯片如何同CPU有机地连接，并能进行有效寻址，这就是所要考虑的存储器地址分配问题 。 内存分为RAM、ROM，RAM又分为系统区和用户区，用户区又分为数据区和程序区，各个部分如何区分是一个重要问题，这个问题往往是通过译码器来实现的 。 5.4 存储器的扩展设计 二、存储器容量的扩展 1、信号线的连接 在微型机中CPU对存储器要进行读/写操作，由地址总线给出地址信号；由控制总线（WR/RD）发出读/写控制信号；在数据总线上进行数据的读/写。 所以，CPU与存储器连接时，信号线的连接是指： 存储芯片的数据线 存储芯片的地址线 存储芯片的片选端 存储芯片的读写控制线 5.4 存储器的扩展设计 2、位扩展 位扩展：指存储器芯片的位数不能满足存储器要求的情况，需在位数方向扩展。 若芯片的数据线正好8根，一次可从芯片中访问到8位数据，全部数据线与系统的8位数据总线相连； 若芯片的数据线不足8根，一次不能从一个芯片中访问到8位数据，需利用多个芯片扩充数据位 这种扩充方式简称“位扩展”，即“位并联”。 5.4 存储器的扩展设计 2114 （1） A9～A0 I/O4～I/O1 片选 D3～D0 D7～D4 A9～A0 2114 （2） A9～A0 I/O4～I/O1 CE CE 多个位扩充的存储芯片的数据线连接于系统数据总线的不同位数； 地址线的相应位、各控制线并联； 这些芯片应被看作是一个整体； 常被称为“芯片组”。 5.4 存储器的扩展设计 3