微机系统组成及原理ch5储存器.ppt

第五章 存储器 学时: 6 5.1存储器分类及性能指标 5.2半导体存储器 5.3内存储器系统设计 5.4微机存储器层次结构及管理 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。存储器容量愈大，能存放的信息就愈多，计算机的能力就愈强。 存储器作为计算机系统的重要组成部分，随着更好的存储载体材料的发现及生产工艺的不断改进，争取更大的存储容量、获得更快的存取速度、减小存储器载体的体积以及降低单位存储容量性价比等方面都获得快速的发展。 1.要求： 微机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CPU寄存器、高速缓冲存储器、主存储器和外存存储器四级。 微机系统中存储器的配置 5.1 存储器分类及性能指标 一、存储器分类 1.内存储器和外存储器来分类 内存储器 — 半导体存储器 外存储器 — 磁存储器和光存储器 2.按存储载体材料分类 半导体材料 — 半导体存储器：TTL型、MOS型、ECL型、I2L型等； 磁性材料 — 磁带存储器、软磁盘存储器和硬磁盘存储器等； 光介质材料 — CD-ROM、DVD等。 按存储器的读写功能分类 读写存储器RWM 、只读存储器ROM； 按数据存储单元的寻址方式分类 随机存取存储器RAM 、顺序存取存储器SAM 、直接存取存储器DAM ； 按半导体器件原理分类 晶体管逻辑存储器TTL 、发射极耦合存储器ECL 、单极性器件存储器MOS； 按存储原理分类 随机存取存储器RAM 、仅读存储器ROM； 按数据传送方式分类 并行存储器PM、串行存储器SM； 4.半导体存储器的分类 随机存储器 RAM 双极型存储器、MOS型存储器 仅读存储器 ROM 掩膜型 ROM、可编程型 PROM、光擦除型 EPROM和电擦除型 EEPROM等 串行存储器 移位寄存器、I2C存储器、1-wire存储器和电荷耦合器 CCD等； 存储器的分类及选用 按 存 储 介 质 分 类 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、功耗、工作电源和价格。 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。注意存储器的容量以字节为单位，而存储芯片的容量以位为单位。 2.存取时间 存取时间是指向存储器单元写入数据及从存储器单元读出数据所需的时间，有时又称为读写周期。 3.功耗 功耗是存储器的重要指标，不仅表示存储器芯片的功耗，还确定了计算机系统中的散热问题。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.工作电源 5.价格 价格包含两部分内容，单位存储单元价格和存储芯片所需外围电路的价格。 三、半导体存储器的结构特点 1.RAM的特点 易失性存储器，存放暂时性的输入、输出数据、中间运算结果、用户程序等，也用与来和外存储器交换信息并作为堆栈存储区用。 双极型RAM TTL型存储器、ECL型存储器、I2L（集成注入逻辑）型存储器。 MOS型RAM 静态SRAM、动态DRAM、不挥发型NVRAM。 2.ROM的特点 存储单元中的信息可一次写入多次读出。掉电信息不会消失。常用于存放固定的程序和数据，如系统监控程序。 掩模型ROM 可编程型PROM 光擦除型EPROM 电擦除型EEPROM 5.2 半导体存储器 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。 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。 存储体： 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。 一、随机存储器 RAM 随机存储器RAM又称为读写存储器，基本存储单元按矩阵形式排列构成存储体。 1.半导体存储器的基本存储单元 基本存储单元电路用来存储1位二进制信息，是组成存储器的基础。 静态RAM的六管基本存储单元 集成度低，但速度快，价格高，常用做Cache。 动态RAM的单管基本存储单元 集成度高，但速度较慢，价格低，一般用作主存。 2. 静态存储器SRAM 常用的有： 6116（2K×8）、6264（8K×8）、62256（32K×8） 6264SRAM引脚图 6264SRAM的读写控制 6