第四章 存储器.ppt

本章主要知识点： 1、存储器的工作原理、读/写操作的基本过程； 2、地址译码电路设计； 3、8086存储器的扩展设计方法 本章学习的重点： 1、存储器的工作原理、读/写操作的基本过程 2、RAM、ROM芯片的组成特点、工作过程、典型芯片的引脚信号、基本概念。 3、8086与存储器硬件电路的奇偶设计基本原理。 4、存储器的扩展电路设计原理 4.1 存储器的基本概念 问题的提出:CPU可以实现二进制算术运算,如要满足更复杂的运算,参与运算的数据和运算的结果放到什么地方?完成运算的指令(程序),放到什么地方?某些数据需随时存放或取出，某些数据又要求不能由于计算机的运行而改变，如何实现这个要求? 解决的方法:给CPU配备必要的数据存储设备—存储器:随机存储器和只读存储器。存储器就是用来存储程序和数据的电子器件。 按照存取速度和用途可把存储器分为两大类：内存储器（简称内存，又称主存储器）和外存储器。 存储器的容量越大，记忆的信息也就越多，计算机的功能也就越强。 内存储器也称为半导体存储器，是一种大规模集成电路，存储范围从1KB到高达几GB的容量。 外存储器是一种磁介质或光介质的存储器，称为软盘、硬盘、光盘等。 本课程只学习内存储器，外存储器感兴趣的同学可参阅相关书籍自学。 4.1.2 半导体存储器的分类 半导体存储器按工作性能分为两大类 1．可读写存储器RAM (Random Access Memory，又称为随机存取存储器，简称RAM) 2．只读存储器ROM (Read Only Memory，简称ROM) 1）掩膜ROM； 2）可编程的只读存储器PROM； 3）可擦除的EPROM； 4）电擦除的PROM； 5）快速擦写存储器Flash Memory 又称快闪存储器 4.1.4 选择存储器件的考虑因素 （1）易失性 （2）只读性 （3）位容量 （4）功耗 （5）速度 （6）价格 （7）可靠性 4.2 随机读写存储器（RAM） RAM的特点是：CPU可以将寄存器的数据通过数据总线写入到存储器中，也能将存储器中的数据通过数据线读到CPU的寄存器中。失电后存储器中的数据丢失！ 最基本的RAM芯片2114 2114为1K×4容量的RAM 两片2114组成1K×8容量的电路 常用的RAM芯片有6116、6264、62256 RAM的特点： 1、为可读写存储器,失电后存储的内容丢失； 2、A0~AN为地址线，N决定了存储器的存储容量，如A0~A12为8K， A0~A10为2K范围。 3、OE=0 数据输出； 4、WE=0 数据输入；OE、WE 数据读写控制。 5、CS 片选控制，=0时，该片由OE、WE 控制读写操作，=1时，该片没被选中，不能进行读写操作。 6、I/O0~I/O7 数据线 8位(都为8位) 各存储器的区别仅仅是地址线的数量差别，地址线多，容量大。常见的RAM有：6116（2K×8位）、6264 （8K×8位） 62256 （32K×8位） 4.3 只读存储器（ROM） 只读存储器，CPU只能将存储器中的数据通过数据线读到CPU中，不能将数据写入到存储器中。只能存放程序或数据，不能对存放的内容进行随意修改，工作原理和RAN基本相同，区别是不能把数据随机写入，写入时需专门的电路才能实现把数据写入。 4.3.1．典型的只读存储器---EPROM 各种不同类型ROM的特点 ROM在使用时，仅用于将其存贮的内容读出。其过程与RAM的读出类似,即CPU送出要读出的地址，然后通过地址译码使该电路的CS 被选中，通过指令的类型使OE 有效(低电平)，则在芯片的D0～D7上就可以输出要读出的数据。 注意:RAM和ROM 在设计是的区别是:ROM只使用读出控制线,不用写入控制。 4.4 CPU与存储器的硬件电路连接 问题的提出： 　　计算机如何找到所需的工作地址？地址是唯一的，在多个存储器芯片时，如何找到所需的地址芯片和唯一的地址？ 解决的方法：利用地址译码电路来寻找指定的地址芯片和寻址的唯一地址。 　　由上述存储器电路引脚知:各种存储器都有一个片选控制信号CS，该信号都为低电平有效。（微机中各种Ｉ／Ｏ节电路也有片选信号，而且都是低电平有效。 4.4.1常用存储器地址译码电路 74LS138通过对G1、G2A、G2B、C、B、A与地址线A0-A19的不同连接组合，可译出任何希望的地址范围，译码的输出地址范围要根据所用存储器的容量确定。 在上例中，如果将A16经过一个非门后与G1相连，则所有的输出地址范围就变为： 在上例中，如选用的存储器为4K，将A1