微机接口第四篇V3.ppt

微机与接口技术 半导体存储器 本章目录 4.1 半导体存储器概述 一、分类 二、半导体芯片的一般结构 三、半导体存储器的主要技术指标 4.2 随机读写存储器（RAM） 一、静态RAM（SRAM） （一）SRAM的基本存储电路 （二）SRAM举例 二、动态RAM（DRAM） （一）DRAM的基本存储电路 （三）DRAM的典型芯片 4.3 只读存储器（ROM） 一、掩膜ROM 二、PROM 三、EPROM 四、EEPROM 五、闪存 4.4 高速缓冲存储器 一、cache的工作原理 二、高速缓存和主存的存取一致性 三、cache的分级体系结构 4.5 半导体存储器与CPU的连接 一、存储器芯片与CPU的连接 二、存储器芯片与CPU的配合 4.6 PC/XT机的RAM子系统 4.1 半导体存储器概述 一、分类 （一） 按制造工艺分 1、双极性（TTL：Transister-Transister Logic）:速度快，集成度低，功耗大，价格高，作Cache 2、MOS ( Motel－Oxide-Semiconductor )型：特点与TTL相反。主要有NMOS，HMOS，CMOS，CHMOS等，作DRAM，SRAM,EPROM等 （二） 按使用属性分 1、RAM（随机读写存储器）－掉电后信息丢失 静态RAM(SRAM)：以触发器为基本存储单元，优点是不需刷新，缺点是集成度低。 动态(DRAM)：以单管为基本存储单元，以极间分布电容的电荷作为信息的存储手段。电路简单，集成度高，但需定时刷新 非易失RAM（Non Volative RAM）：又称掉电自保护RAM，由SRAM和EEPROM共同构成。 2、ROM（只读存储器）－掉电后信息不丢失 掩膜式（Masked）ROM，简称ROM：掩膜制作时将信息做在芯片中，以后不可更改 可编程ROM（PROM）：只允许用户进行一次编程，其后不可更改 可擦除ROM（EPROM）：可用紫外线擦除的PROM。允许用户多次编程和擦除 电可擦除ROM（EEPROM或E2PROM）：可加电在线擦除的PROM。允许用户多次编程和擦除 二、半导体芯片的一般结构 （一）存储体 存储信息，包含多个存储单元，每个存储单元的地址唯一，可存一位（位片结构）或多位（字片结构）二进制数据。 地址线的数量决定存储单元的数量 数据线的数量决定存储单元中“位”的数量 芯片存储容量＝芯片存储单元数×每个存储单元的位数＝2M×N，其中M是地址线数量，N是数据线数量 （二）地址译码电路 根据输入的地址编码，选中芯片内某个特定的存储单元 单译码：图4.2.2(a) 双译码：图4.2.2(b) （三）片选和读写控制逻辑 片选信号：CS或CE。有效时，可以对芯片进行读写操作；无效时，芯片与数据总线隔离，并可降低内部功耗。一般与系统的高位地址线发生联系。 读写控制：OE，输出允许，控制读操作，有效时，允许芯片将寻址单元内的数据输出。一般与系统的读控制线MEMR（或RD）相连。 WE：写允许，控制写操作，有效时，引脚上的数据将被允许写入芯片。一般与系统的写控制线MEMW（或WR）相连。 写操作时，若要写入“1”，则I/O=1，I/O=0，行选线X为高电平，使T5，T6导通，同时列选线Y也为高电平，使T7，T8导通，要写入的内容经I/O端和I/O端进入，通过T7，T8和T5，T6与A、B端相连，使A=“1”， B=“0”，这样迫使T2导通，T1截止。当输入信号和选择信号信号消失后，T5，T6，T7，T8截止，T1、T2就保持被写入的状态不变。 若要写入“0”，则I/O=1，I/O=0，这时， T1导通，T2截止。 读操作时，若某个存储元被选中（行选线X和列选线Y均为高电平），则T5，T6，T7，T8都导通，于是存储元的信息被送到I/O或I/O。 I/O和I/O经驱动放大后连接到一个差放上，从其电流方向及可判断出所存信息是“1”还是“0” 2、6264的工作过程 当电容C存有电荷时，由于电容的放电，所以过一段时间后电荷会流失，从而导致信息的丢失，解决办法是定时(一般为2ms)刷新。 刷新逐字进行，当某一字选择线为“1”时，选中该字，电容上信息送到刷新放大器上，刷新放大器又对这些电容立即重写。 一、EPROM EPROM是一种可擦除可编程的只读存储器。擦除时，用紫外线照射芯片上的窗口，即可清除存储的内容。擦除后的芯片可以使用专门的编程写入器对其重新编程(写入新的内容)。存储在EPROM中的内容能够长期保存达几十年之久，而且掉电后其内容也不会丢失。 1、EPROM 2764的引线及功能 A0~A12: 13根地址输入线。用于寻址片内的8K个存储单元。 D0~D8: 8根双向数据线，正常工作时为数据输出线。编程时为数据输入线。 CE: 选片信号，低电平有