第4章存储器系统-1.ppt

* 第四章 存储器系统 4-1 半导体存储器简介 4-2 随机读写存储器RAM 4-5 高速缓冲存储器（Cache） 4-6 虚拟存储器技术及其管理 4-3 只读存储器ROM 4-4 存储器系统设计 4-1 半导体存储器简介 CPU RAM 读写 ROM 只读 数据总线 接口 硬盘 软盘 光盘 磁带 一、微机存储器 内存 外存 控制总线 地址总线 地 址 译 码 器 4-1 半导体存储器简介 二、按存储性质分类 半导体存储器 随机读写存储器RAM 只读存储器ROM 可读、写，存放用户当前程序 断电后内容消失 只读，存放引导程序（加电运行） 断电后内容不消失 静态读写存储器SRAM 动态读写存储器DRAM 集成度低、速度快、容量小 集成度高、速度慢、容量大 掩膜式ROM 可编程ROM：PROM 可擦除PROM：EPROM 可擦除可编程PROM：E2PROM 非易失性读写存储器NVRAM 闪速存储器FLASH 行选择线 列选择线 刷新 放大器 Q C 数据线 SRAM（静态） 6管双稳态电路构成 DRAM（动态） 单管基本存储电路 集成度低，速度快 作高速缓冲存储器 集成度高、速度慢、容量大 由于电容放电需进行周期刷新 4-1 半导体存储器简介 行线X 列线Y 写 数据读 1 1 1 T6 T5 T3 T2 T1 T2 T7 T8 +5V 1、随机读写存储器ROM（Read Only Memory） 存放引导程序； 只读； 断电内容不消失 2、只读存储器ROM（Read Only Memory） 5-1 半导体存储器简介 （1）掩膜ROM：批量； （2）PROM：一次性编程； （3）EPROM：可编程、紫外线照射擦除； （4）E2PROM：可编程、电信号擦除，方便，价格较贵。 （5） FLASH: 在线电擦写、低功耗、大容量、擦写速度快，低成本。 三、主要技术指标 存储容量 存取时间和存取周期 功耗（操作功耗，维持功耗） 平均故障间隔时间（MTBF）（可靠性） （Mean Time Between Failure ） 存储器芯片的容量 CPU直接寻址的内存容量 请分清： 5-1 半导体存储器简介 存储容量？ 由CPU地址线的条数决定 例8088CPU地址线20条，可寻址220个单元 存储容量 地址线 A15A14A13A12 A11A10A9A8 A7A6A5A4 A3A2A1A0 地址范围 13条 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0000H 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1FFFH 16条 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0000H 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 FFFFH 4-1 半导体存储器简介 ＝字数（地址数）×字长（1个字的位数） ＝2地址线数量×数据线数量 8K *8 = 213 × 8 (SRAM Intel6264) 1K*4 = 210 × 4 (SRAM Intel2114) 64K*1 = 216 × 1 (DRAM Intel2164) 四、半导体存储器的基本结构 4-1 半导体存储器简介 半导体存储器芯片内部的基本结构框图 4-1 半导体存储器简介 1、存储矩阵 存储器芯片的一个个基本存储电路(存储元)按一定的规则排列成适当的阵列，这种阵列称为存储矩阵。两种存储矩阵结构方式： 字结构 每个存储单元有8位，称为字结构（SRAM） 位结构 每个存储单元有1位，称为位结构（DRAM） 2、地址译码器 存储器芯片中的不同单元，由地址总线上送来的地址码通过芯片中的地址译码器译码来选择的。 单译码方式：210=1024根线； 双译码方式：25+25=32+32=64根线。 3、读/写控制逻辑 片选信号CS 读/写控制信号 4-1 半导体存储器简介 五、存储器的读写操作 1．存储器读周期 存储器的读周期是指启动一个读操作到启动下一次读操作之间所需要的时