微机原理第05章存储器原理与接口1.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方法 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 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 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 (系统容量跟地址线宽度、寻址能力有关) 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 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。 Flash Memory 典型闪速存储器芯片TMS29F040： 512K*8bit； 8个独立区段，每区段64K字节； 可编程/擦除10万次； 片内的状态机控制编程与擦除； Flash操作的大概步骤 要对所有的block单独进行操作，每个操作结束，都需要判断状态 每个block操作的大概步骤如下:? 1.unlock? 2.erase? 3.check?empty? 所有的block完成上述操作,且状态正确,才能进行下一步,写? 4.write? Flash工艺结构分类 NOR flash vs NAND flash Intel于1988年首先开发出NOR flash技术，彻底改变了原先由EPROM和EEPROM一统天下的局面 1989年，东芝公司发表了NAND flash结构，强调降低每比特的成本，更高的性能，并且象磁盘一样可以通过接口轻松升级 NOR flash vs NAND flash ● NOR的读速度比NAND稍快一些。 ● NAND的写入速度比NOR快很多。 ● NAND的4ms擦除速度远比NOR的5s快。 ● 大多数写入操作需要先进行擦除操作。 ● NAND的擦除单元更小，相应的擦除电路更少。 接口差别 NOR flash带有SRAM接口，有足够的地址引脚来寻址，可以很容易地存取其内部的每一个字节。 NAND器件使用复杂的I/O口来串行地存取数据，各个产品或厂商的方法可能各不相同。8个引脚用来传送控制、地址和数据信息。 NAND读和写操作采用512字节的块，这一点有点像硬盘管理此类操作，很自然地，基于NAND的存储器就可以