第6节 存储器接口.ppt

第六章 存储器接口 存储器是微型计算机系统中用来存放程序和数据的基本单元或设备。 1.要求： 系统对存储器的要求是容量大、速度快、成本低，但这三者在同一个存储器中不可兼得。 2.解决： 采用分级存储器结构，通常将存储器分为高速缓冲存储器、主存储器和外存存储器三级。 a. 掩模式ROM; b. 熔炼式可编程的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。 二、半导体存储器的主要性能指标 衡量半导体存储器性能的主要指标有存储容量、存取时间、功能和可靠性。 1.存储容量 存储容量是指存储器所能存储二进制数码的数量，即所含存储元的总数。例如，某存储芯片的容量为1024×4，即该芯片有1024个存储单元，每个单元4位代码。 2.存取时间 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，有时又称为读写周期。 3.功耗 功耗通常是指每个存储元消耗功率的大小，单位为微瓦/位（μW/位）或者毫瓦/位（mW/位） 4.可靠性 可靠性一般是指对电磁场及温度变化等的抗干扰能力，一般平均无故障时间为数千小时以上。 三、存储芯片的的组成 ① 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。 ② 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。 ③ 数据缓冲器： 寄存来自CPU的写入数据或从存储体内读出的数据。 ④ 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。 6.2 存储器接口技术 一、存储器接口应考虑的几个问题 1. 存储器与CPU之间的时序配合; 2. CPU总线负载能力; 3. 存储芯片的选用. 二、存储器地址译码方法 1.片选控制的译码方法 常用的片选控制译码方法有线选法、全译码法、部分译码法和混合译码法等。 （2）全译码法 采用全译码方式寻址64KB容量存储的结构示意图如图6.5所示.可见，全译码法可以提供对全存储空间的寻址能力。当存储器容量小于可寻址的存储空间时，可从译码器输出. （3）部分译码法(p119) (4) 混合译码法 (p120) 2、地址译码电路和的设计 存储器地址译码电路的设计一般遵循如下步骤： ① 根据系统中实际存储器容量，确定存储器在整个寻址空间中的位置； ② 根据所选用存储芯片的容量，画出地址分配图或列出地址分配表； ③ 根据地址分配图或分配表确定译码方法并画出相应的地址位图； ④ 选用合适器件，画出译码电路图。 例1： 某微机系统地址总线为16位，实际存储器容量为16KB，ROM区和RAM区各占8KB。其中,ROM采用2KB的EPROM,RAM采用1KB的RAM,试设计译码电路. 设计的一般步骤: ① 该系统的寻址空间最大为64KB，假定实际存储器占用最低16KB的存储空间，即地址为0000H~3FFFH。其中0000H~1FFFH为EPROM区，2000H~3FFFH为RAM区。 6.3 主存储器接口 一、EPROM与CPU的接口 目前广泛使用的典型EPROM芯片有Intel公司生产的2716、2732、2764、27128、27256、27512等;分别有27,28,29系列; 其容量分别为2K×8位至64K×8,512K×8 位; 封装形式:前两种为24脚双列可直插式封装，后几种为28脚双列直插式封装。另外有贴片封装. 2.接口方法 Intel2716芯片与8位CPU的连接方法如下： ① 低位地址线、数据线直接相连； ② 工作电源VCC直接与+5V电源相连，编程电源通常由开关控制； ③ CE-和OE-信号分别由CPU高位地址总线和控制总线译码后产生，通常采用图6.12所示的3种方法。 3.接口举例 （1）要求 用2716EPROM芯片为某8位微处理器设计一个16KB的ROM存储器。已知该微处理器地址线为A0～A15，数据线为D0～D7， “允许访存”控制信号为M，读出控制信号为RD。画出EPROM与CPU的连接框图。 （2）分析 (P125) （3）实现 (P126,图6.13) 二、SRAM与CPU的接口 常用的SRAM芯片有: Intel公司生产的2114、2128、6116、6264、62256等。 如HY6116，HM62256，HM628128,等等 容量:1K×4, 1K×8, 2K×8, 8K×8,…512K×8 现以2114芯片为例对SRAM的芯片特性和接口方法进行介绍。 2.接口方法 D