第2章存储器.ppt

2.4 一般CPU与存储器的连接及扩展 存储器无论是RAM还是ROM，都是通过地址总线、数据总线以及若干条控制总线与CPU连接。 2.4.1 连接中应考虑的问题 1）存储器芯片类型的选择 2） 工作速度匹配 3）MCS-51对存储容量的要求 2.4.2 存储器位数的扩展 位扩展时，存储器芯片与CPU的连接比较简答，主要是以下两点： 每个芯片的地址线An-1~ A0、/CS、/WE各自连在一起后，和CPU（总线）各同名端分别相连； 每个芯片的数据输出线各自独立，即每片一位（或若干位）单独引出，如果芯片的数据输入和输出是分开设置的，还需将两个引脚合并在一起，连到CPU（总线）的相应数据线 图2-15 4K×8位2141芯片组 2.4.3 存储器字数的扩展 由地址信号选择芯片的过程就称为“片选”。通过片选，能将存储器芯片与所确定的地址空间联系起来，即将芯片中的存储单元与实际地址一一对应，这样才能通过寻址对存储单元进行读写。 线选法 这种方法直接使用CPU地址中某一位高位地址线作为存储器芯片的片选信号，其优点是连接简单 图2-16 线选法扩展存储单元 2．全译码法 全译码法的特点是使用CPU的全部高位地址线参与译码器译码后作为存储芯片的片选信号。例如，用4片2764（8K×8位）存储芯片采用全译码法组成32K×8位存储器芯片组，其中片内地址线13条，为A12～A0，片选地址3条全部加到一个3-8译码器上，如下图所示。 3．部分译码法 部分译码法是指用CPU的部分高位地址线参与译码后作为存储芯片的片选信号。它是线选法与全译码法的一个折中，一方面可以简化译码器的设计，另一方面有较强的存储器容量扩展能力和连续的存储器范围。 为了确定每片芯片的地址范围，悬空没用到的高位地址（A15、A14）可假设为“0”，这样确定出来的地址与线选法中的一样，都称为“基本地址” 。 2.4.4 存储器字数和位数的扩展 实际存储器往往需要字和位同时扩充，此时按照先位扩展后字扩展的顺序来完成。 例如，用1K×1位芯片构成2K×8位的储存器，就要用16片拼装而成。每8片作为一组，产生8位数据输入输出，按照相同功能的控制线都并联在一起的原则，进行位扩展。位扩展后可以将每一组看成单独的一片芯片，按照字扩展的连接方案来设计出具体的连接图。 2.4.5 CPU与ROM和RAM芯片的连接 只需要将CPU的地址输出线与ROM的地址输入线相连，CPU的数据输入线与ROM的数据输出线相连。控制线的连接方面，由于ROM在正常工作时只能读出，所以CPU的读控制信号线/RD与ROM的输出允许信号线/OE相连，表示CPU发出读命令时，ROM应该允许其读出。 CPU与RAM的连接和ROM的相似，主要区别在于RAM的可读可写储存器，所以与CPU的数据总线是双向连接，另外，控制信号线上，应该是CPU的写信号线/WR连接RAM的写允许信号线/WE，读信号线/RD连接RAM的输出允许信号线/OE。 第2章 存储器 2.1 存储器基础 存储器是用来存储程序和数据的重要部件。 在存储器中存储数据的基本单位是存储单元，在按字节（B）编址的计算机中，每个存储单元由8个二进制位（1个字节）组成，占用一个地址编码，CPU对存储器进行信息的写入和读出就以字节（或字节的倍数）作为最基本的单位。 2.1.1 存储器的分类 2.1.2 半导体存储器的性能指标 存储容量 芯片容量=存储单元数×每单元位数 例如，存储容量为128×4的存储芯片表示它有128个存储单元，每个存储单元只能存储4位二进制信息。 2.存取时间 存取时间是指存数的写操作和取数的读操作所占用的时间，一般以ns为单位。存储器芯片出售时一般要给出典型的存取时间或最大时间。例如某芯片外壳上标注的型号为2732A-20，表示该芯片的存取时间为20ns。 3.功耗 功耗可用每块芯片总功率来表示，单位为mW/芯片，也可用每个存储单元所耗的功率，单位为μW/单元。 4. 可靠性 一般用平均无故障时间来描述，目前一般在105~106之间。 2.1.3 半导体存储器的特点 1. RAM的特点 1）静态RAM的特点 一般用6个MOS管构成的触发器作为基本存储元，存放一位（b）二进制信息 集成度低于动态RAM，适合做小容量的存储器 不需要刷新，易于用电池作备用电源，以解决断电后继续保存