《微机原理与接口技术》第6章存储器.ppt

本章主要内容 微型机的存储系统、分类及其特点（了解） 半导体存储芯片的外部特性及其与系统 的连接 存储器扩展技术 6.1 概 述 内容： 微型机的存储系统 半导体存储器的基本概念 存储器的分类及其特点 两类半导体存储器的主要区别 微型机的存储系统 将两个或两个以上速度、容量和价格各不相同的存储器用硬件、软件或软硬件相结合的方法组织起来 这样就构成了计算机的存储系统。 系统的存储速度接近最快的存储器，容量接近最大的存储器。 微型机的存储系统 Cache存储系统 解决速度问题 虚拟存储系统 解决容量问题 存储器的层次结构 由上至下容量越来越大，速度越来越慢 两大类——内存、外存 内存——存放当前运行的程序和数据。 特点：快，容量小，随机存取，CPU可直接访问。 通常由半导体存储器构成 RAM、ROM 外存——存放非当前使用的程序和数据。 特点：慢，容量大，顺序存取/块存取。需调入内存后CPU才能访问。 通常由磁、光存储器构成，也可以由半导体存储器构成 磁盘、磁带、CD-ROM、DVD-ROM、u盘 半导体存储器 存储器是计算机中用来记录信息的设备。由能够表示二进制数“0”和“1”的、具有记忆功能的一些物理器件组成。 能存放一位二进制数的物理器件称为一个存储元。 若干存储元构成一个存储单元。 内存储器的分类 内存储器 随机存取存储器（RAM） RAM 只读存储器（ROM） 只读存储器 主要技术指标 存储容量 存取时间和存取周期 平均故障间隔时间（MTBF）（可靠性） 功耗 CPU读写存储器的时间必须大于存储芯片的 额定存取时间 §6.2 随机存取存储器 要求掌握： SRAM与DRAM的主要特点 几种常用存储器芯片及其与系统的连接 存储器扩展技术 一、静态存储器SRAM 特点： 存储元由双稳电路构成，存储信息稳定 典型SRAM芯片 CMOS RAM芯片6264（8KB）： 主要引脚功能 工作时序 与系统的连接使用 SRAM 6264芯片 6264外部引线图 6264芯片的主要引线 地址线：A0------A12； 数据线：D0------D7； 输出允许信号：OE； 写允许信号：WE； 选片信号：CS1，CS2。 6264芯片与系统的连接 译码电路 将输入的一组二进制编码变换为一个特定的控制信号，即： 将输入的一组高位地址信号通过变换，产生一个有效的控制信号，用于选中某一个存储器芯片，从而确定该存储器芯片在内存中的地址范围。 全地址译码 用全部的高位地址信号作为译码信号，使得存储器芯片的每一个单元都占据一个唯一的内存地址。 全地址译码例 6264芯片的地址范围：F0000H~F1FFFH 111100000……00 ~ 111100011……11 部分地址译码 用部分高位地址信号（而不是全部）作为译码信号，使得被选中得存储器芯片占有几组不同的地址范围。 下例使用高5位地址作为译码信号，从而使被选中芯片的每个单元都占有两个地址，即这两个地址都指向同一个单元。 部分地址译码例 同一物理存储器占用两组地址： F0000H~F1FFFH B0000H~B1FFFH 101100000……00 ~ 101100011……11 A18不参与译码 应用举例 将SRAM 6264芯片与系统连接，使其地址范围为：38000H~39FFFH和78000H~79FFFH。 选择使用74LS138译码器构成译码电路 应用举例(续): 二、动态随机存储器DRAM 特点： DRAM是靠MOS电路中的栅极电容来存储信息的，由于电容上的电荷会逐渐泄漏，需要定时充电以维持存储内容不丢失（称为动态刷新），所以动态RAM需要设置刷新电路，相应外围电路就较为复杂。 刷新定时间隔一般为几微秒～几毫秒 DRAM的特点是集成度高（存储容量大，可达1Gbit/片以上），功耗低，但速度慢（10ns左右），需要刷新。 DRAM在微机中应用非常广泛，如微机中的内存条（主存）、显卡上的显示存储器几乎都是用DRAM制造的。 常见DRAM的种类： SDRAM（Synchronous DRAM）——它在1个CPU时钟周期内可完成数据的访问和刷新，即可与CPU的时钟同步工作。SDRAM的工作频率目前最大可达150MHz，存取时间约为5～10ns，最大数据率为150MB/s，是当前微机中流行的标准内存类型。 RDRAM（Rambus DRAM）——是由Rambus公司所开发的高速DRAM。其最大数据率可达1.6GB/s。 DDR DRAM（Double Data Rate DRAM）——是对SDRAM的改进，它在时钟的上升沿和下降沿都可以传送数据，其数据率可达200