存储器原理及接口.ppt

第五章 存储器原理与接口 存储器分类 存储器结构 8086CPU最小模式下总线产生 存储器接口 5.1 存储器分类 一、有关存储器几种分类 存储介质分类 半导体存储器 磁盘和磁带等磁表面存储器 光电存储器 按存取方式分类 随机存储器RAM (Random Access Memory) 只读存储器ROM（Read-Only Memory） 串行访问存储器(Serial Access Storage) 按在计算机中的作用分类 主存储器(内存) 辅助存储器(外存) 高速缓冲存储器 二、半导体存储器的分类 1、随机存取存储器RAM 2、只读存储器ROM 二、半导体存储器的分类 1、随机存取存储器RAM a. 静态RAM （ECL，TTL，MOS） b. 动态RAM 2、只读存储器ROM a. 掩膜式ROM b. 可编程的PROM c. 可用紫外线擦除、可编程的EPROM d. 可用电擦除、可编程的E2PROM等 三、 多层存储结构概念 1、核心是解决容量、速度、价格间的矛盾，建立起多层存储结构。 一个金字塔结构的多层存储体系 充分体现出容量和速度关系 2、 多层存储结构 寄存器 Cache(高速缓存) 内存 磁盘 磁道、光盘 Cache—主存层次 ： 解决CPU与主存的速度上的差距 ； 主存—辅存层次 ： 解决存储的大容量要求和低成本之间的矛盾 。 5.2、 主存储器结构 一、 主存储器的主要技术指标 存储容量 存取速度 可靠性 功耗 1、容量存储容量 存储器可以容纳的二进制信息量称为存储容量（寻址空间，由CPU的地址线决定） 实际存储容量：在计算机系统中具体配置了多少内存。 2、存取速度 存取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，又称为读写周期。 SDRAM: 12ns 10ns 8ns RDRAM: 1ns 0.625ns 3、可靠性 可靠性是用平均故障间隔时间来衡量（MTBF, Mean Time Between Failures） 4、功耗 功耗通常是指每个存储元消耗功率的大小 二、主存储器的基本组成 MOS型器件构成的RAM，分为静态和动态RAM两种，静态RAM通常有6管构成的触发器作为基本存储电路静态存储单元，动态RAM通常用单管组成基本存储电路。 1 、静态存储单元 （2）动态存储单元 （3）、结构 地址译码 输入输出控制 存储体 地址译码器：接收来自CPU的n位地址，经译码后产生2n个地址选择信号，实现对片内存储单元的选址。 控制逻辑电路：接收片选信号CS及来自CPU的读/写控制信号，形成芯片内部控制信号，控制数据的读出和写入(双向)。 存储体：是存储芯片的主体，由基本存储元按照一定的排列规律构成。 5.3、8086CPU总线产生 机器周期：时钟周期 总线周期：对内存或对I/O接口的一次操作的时 间 指令周期：指令执行的时间 ?4、ALE(Address Latch Enable) 地址锁存使能信号，输出，高电平有效。用来作为地址锁存器的锁存控制信号。 ? 2、/DEN (Data Enable) 数据使能信号，输出，三态，低电平有效。表示CPU对数据线操作。用于数据总线驱动器的控制信号。 3、DT/R (Data Transmit/Receive)： 数据驱动器数据流向控制信号，输出，三态。在8086系统中，通常采用8286或8287作为数据总线的驱动器，用DT/R#信号来控制数据驱动器的数据传送方向。当DT/R#＝1时，进行数据发送；DT/R#＝0时，进行数据接收。 ? 1、如果CPU输出数据，DT/R＝1，三态门方向为A?B, 如果CPU输入数据，DT/R＝0，三态门方向为B?A； 2、/DEN有效，74LS245工作； 3、CPU输入/输出数据完成， /DEN无效，74LS245停止工 作，通道断开。 1、如果CPU输出数据，DT/R＝1，三态门方向为A?B, 如果CPU输入数据，DT/R＝0，三态门方向为B?A； 2、/DEN有效，74LS245工作； 3、CPU输入/输出数据完成， /DEN无效，74LS245