[工学]微机原理 第07章存储器.ppt

第7章 存储器系统 存储器是信息存放的载体，是计算机系统的重要组成部分。有了它，计算机才能有记忆功能，才能把要计算和处理的数据以及程序存入计算机，使计算机能脱离人的直接干预，自动地工作。 主要内容: 存储器及其分类 随机读写存储器（RAM） 只读存储器（ROM） 存储器的扩展 高速缓存 虚拟存储器管理 7.1 概 述 一般概念 存储器的分类及特点 存储器芯片的主要技术指标 7.1.1 一般概念 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。 通常由8个存储元构成一个存储单元，可存放8位二进制信息。许多存储单元组织在一起就构成了存储器。 存储器的两种基本操作：读操作和写操作 半导体存储器 （微机的内存） 只读存储器（ROM） 7.2 随机存储器(RAM) 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（地址译码的方法） 存储器扩展技术 7.2.1 静态RAM 特点： 存储信息稳定(存储元由双稳电路构成) 不需刷新，使用简单方便 速度较快 容量较DRAM小 功耗较大 价格高于DRAM 典型SRAM芯片 CMOS SRAM芯片6264（8KX8）： 主要引线及其功能 工作时序 与系统的连接使用 例2 自己阅读P206 例5-2 作业：P244 5.1，5.3，5.5, 5.6 ,5.10 7.2.2 动态随机存储器DRAM 特点： 存储元主要由电容构成，电容存在的漏电现象使其存储的信息不稳定，故DRAM芯片需要定时刷新 典型DRAM芯片2164A特点： 2164A：64K×1bit，即片内共有64K（65536）个地址单元，每个地址单元一位数据。 片内要寻址64K，则需要16条地址线，为了减少封装引线，地址线分为两部分：行地址与列地址。 行、列地址分时传送，共用一组地址信号线 地址信号线的数量仅为同等容量SRAM芯片的一半 主要引线： A0~A7:地址输入线 RAS：行地址选通信号。用于锁存行地址 CAS：列地址选通信号。用于锁存列地址 地址总线上先送上行地址，后送上列地址， 它们分别在RAS和CAS有效期间被锁存在 锁存器中 DIN： 数据输入线 DOUT：数据输出线 工作过程 数据读出时序图 数据写入时序图 刷新：将存放于每位中的信息读出再照原样写入原单元的过程 保持CAS无效，利用RAS锁存刷新的行地址，进行逐行刷新 7.3 只读存储器（ROM） 随着应用的发展，ROM也在不断发展，目前常用的有电擦除可编程只读存储器EEPROM及新一代EEPROM（闪存: U盘,CF卡 ,SM卡,SD/MMC卡,记忆棒,　TF卡等）等。 闪存（Flash Memory）是一种长寿命的非易失性（在断电情况下仍能保持所存储的数据信息）的存储器，数据删除不是以单个的字节为单位而是以固定的区块为单位（注意：NOR Flash 为字节存储。），区块大小一般为256KB到20MB。闪存是电子可擦除只读存储器（EEPROM）的变种，EEPROM与闪存不同的是，它能在字节水平上进行删除和重写而不是整个芯片擦写，这样闪存就比EEPROM的更新速度快。由于其断电时仍能保存数据，闪存通常被用来保存设置信息，如在电脑的BIOS（基本输入输出程序）、PDA（个人数字助理）、数码相机中保存资料等。 EEPROM 特点： 可在线编程写入 掉电后内容不丢失 电可擦除，使用方便 E2PROM的另一个优点是擦除既可以按字节分别进行，也可以一次擦除整个芯片的内容（不像EPROM擦除时把整个芯片的内容全变为1”）。 典型EEPROM芯片98C64A 8K×8芯片 13根地址线（A0 ~ A12） 8位数据线（D0 ~ D7） 输出允许信号（OE） 写允许信号（WE） 片选信号（CE） 状态输出端（READY/BUSY） 工作方式 数据读出：与从RAM中读出数据的过程一样 编程写入 擦除 EEPROM的应用 可通过编写程序实现对芯片的读写。 延时等待和查询两种方式。 查询方式下，每写入一个字节都需判断READY/BUSY端的状态，仅当该端为高电平时才可写入下一个字节（例5-6 P220）。 EEPROM 98C64A的应用 7.4 高速缓冲存储器（cache） 了解： Cache的基本概念 基本工作原理 命中率 Cache的分级体系结构 Cache的基本概念 由于CPU与主存之间在执行速度上存在较大的差异，为提高CPU的效率，并考虑到价格因素，基于程序和数据访