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1、第五章 半导体存储器,存储器的分类,存储器的性能指标,存储器容量与地址线的关系,存储器与微处理器的连接,8086微处理器与存储器连接实例,1.按使用材料分类,（1）磁存储器：磁盘、磁带、磁芯、磁泡、磁膜等,（2）半导体存储器：,双极型半导体存储器（以触发器为基础）,MOS半导体存储器,SRAM(静态RAM)双稳为基础，信息不易丢失；,DRAM(动态RAM)电容为基础，集成度高；,iRAM(组合RAM)具有SRAM与DRAM的特点，不 需要增加“刷新”电路；,（3）光磁存储器：激光存储器、集成光路存储器等,一、存储器的分类,目的要求：,1.掌握存储器的分类及特点；,2.理解存储器内部组成结构及各
2、部分的作用；,3.掌握存储器容量的选择及性能指标；,4.掌握存储器与微处理器的连接。,2.按工作方式分类,（1）随机存取存储器RAM,通过指令，以任意次序存取存储器的任意单元。如：半导体存储器、光磁存储器、磁芯、磁泡、磁膜等。,掩模式ROM工厂按程序，以固定电路制造。,可编程ROM（PROM）只能写入一次。,可擦除可编程ROM(EPROM)可擦除可编程多次。,UVEPOM紫外线光照射擦除，大约1015分钟。,E2PROM特定电信号擦除，可以在线操作。,（2）只读存储器ROM,在运行时间内，内容不能改变，禁止写入任何信息。,（3）顺序（串行）存取存储器SAM,以某种预先确定的顺序读写存储单元。如
3、：磁带。,（4）直接存取存储器DAM,按随机方式获得存储区，然后按顺序方式存取信息。如：磁盘存储器。,3.按在计算机内的作用分类,（1）主存储器（内存）,（2）辅助存储器（外存）,（3）高速缓冲存储器（Cache）,存取当前活跃的程序和数据，速度快，容量较小，每位价 格高。通常包括半导体存储器中的RAM与ROM。,存取当前不活跃的程序和数据，速度慢，容量大，每位价 格低。如：磁盘、磁带、光盘等。,在两个不同工作速度的部件之间，交换信息的过程中起 缓冲作用。即在主存与CPU之间设置一个高速度的容量相对 较小的存储器。,（4）虚拟存储器,二.存储器的性能指标,2.存取（访问）时间,1.存储容量,一
4、存储体所能存储的位（bit）、字节（byte）或字（word）的 最大数量。,N M,存储单元数 每单元二进制位数,如：RAM 2114 1K 4,EPROM 2732 4K 8,存储器收到有效地址及读写信息，至存入/取出数的时间(ns)。,如：RAM2114 存取时间：200ns,，RAM2116 存取时间：150ns,3.存储周期,微处理器连续两次启动存储器所需要的时间(ns)。,如：RAM2114 存储周期：200ns,，RAM2116 存储周期：375ns,3.功耗,反映存储体的耗电量。w/单元，mw/芯片。,3.电源,指存储体工作时所需的电源种类。,三.存储器容量与地址线的关系,1.
5、存储器的逻辑结构,AB,DB,写,片选,读,“片选”信号选中该存储器，“AB”总线通过地址译码 器选中某单元；,存储器基本结构：存储体、地址译码器、数据寄存器；,1024个存储单元,1024根译码线,A9,2.单译码存储器寻址方式,以选择“字”线为目标的存储器存取方式。,A0,A4,32根译码线,32个存储单元,存储器要求输入的地址线为A0A4，存储体有多少单元？,存储器要求输入的地址线为A0A9，存储体有多少单元？,地址线位数,存储体单元数,5,25=32,8,28=256,10,210=1024=1k,11,211=2048=2k,12,212=4096=4k,译码线数,25=32,28=
6、256,210=1024,211=2048,212=4096,3.双译码存储器寻址方式,以“行”和“列”选择矩阵结构形式的存储器存取方式。,地址线位数,译码线数,5,8+4=12,8,16+16=32,10,32+32=64,11,32+64=96,12,64+64=128,存储体单元数,25=32,28=256,210=1024=1k,211=2048=2k,212=4096=4k,A0,A4,A5,A10,6416 4=1KB4,16,4.一个实际静态RAM的例子,（1）INTEL 2114的结构,64,A09：地址线,O04：数据输出线,Vcc：工作电源（+5V）,存储矩阵,（2）Int
7、el 2114的地址范围,存储单元数 每单元二进制位数,N M,连接地址线条数 连接数据线的条数,存储器的所谓地址范围：是由可 以连接至存储器的地址线的条数，与 生成片选信号的地址线条数所确定。,A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7A0,外译码(固定地址),内译码(变化地址),0 0 0 0,1 1 1 1,0 0 0 0 0 0,0 0 0 0 0 1,0000H,0400H 07FFH,0 0 0 0,1 1 1 1,0 0 0 0,内译码 范围,03FFH,0 0 0 0 0 0,0000H 03FFH,0 0 0 0 0 0,0 0 0 0,1 1 1 1,
8、1 1 1 1,0 0 0 1 1 0,1800H 1BFFH,根据外译码地址线状态（决定外译码器的输出状态）与内译 码地址线变化范围，确定芯片的寻址范围（单元地址范围）,四、RAM 与CPU的连接,1.地址线的连接,2.数据线的连接,3.控制线的连接,主要有三部分：,1.CPU总线的负载能力,2.CPU的时序和存储器的存取速度之间的配合问题,3.存储器的地址分配和选片问题,主要考虑的问题：,4.控制信号的连接,1,2,3,4,5,6,7,8,D0,D7,地址总线,数据总线,A0,A9,（1）用1024 1 组成1K RAM的方框图,10241,I/O,I/O,I/O,I/O,I/O,I/O,
9、I/O,I/O,1.1K8容量的形成,地址总线,（2）用2564位存储芯片组成1K RAM的方框图,2.全译码法获得片选信号(十六根地址线为例）,A10,A15,A09,D07,应用译码器的输出线作为片选信号线：,（1）线路较复杂，需要增加译码器等逻辑部件；,（2）地址连续不重叠，可以使微处理器系统获得足够的存储容量。,0000H03FFH,0400H07FFH,（3）所用存储容量为：2K 8。可扩展到64K。,0,1,63,(6:64),3.部分译码法获得片选信号(十六根地址线为例）,A09,D07,应用译码器的输出线作为片选信号线：,（1）线路较复杂，需要增加译码器等逻辑部件；,（2）地址
10、连续，但有重叠。存储器容量取决于参与译码线数。,0000H03FFH(x000Hx3FFH),0400H07FFH(x400Hx7FFH),（3）所用存储容量为：2K 8。可扩展到4K8。,0800H 0BFFH,0C00H 0FFFH,应用连接存储器实用的地址线，作为片选信号线：,（1）线路简单，不需要增加逻辑部件；,（2）地址有重叠，可能不连续，只实用于存储容量较小的系统。,（3）所用存储容量为：2KB 8，无法扩展。,4.线选法获得片选信号(十六根地址线为例）,例：线选法获得片选信号(十六根地址线为例）,A12,A13,A14,A15,A011,D07,0001,1110,1000H1F
11、FFH,0010,1101,2000H2FFFH,0100,1011,4000H4FFFH,1000,0111,8000H8FFFH,应用连接存储器实用的地址线，作为片选信号线：,（1）线路简单，不需要增加逻辑部件；,（2）地址不连续，只实用于存储容量较小的微处理器系统。,（1）连接方式,（3）总存储容量为：16KB 8=128KBs。,例：如果应用RAM2114（1K 4）存储器芯片，组成1K的容 量，要求寻址区间是3000H33FFH，问地址线与数据线应如何 连接？（地址线为16根，数据线为8根）,A09,D07,按地址线状态的要求，用逻辑电路，形成片选信号。,片选信号,0 0 0 0 0
12、 0 0 0 0 1 1 1 1 1,例：应用6116（2K8）组成地址范围为0000H0FFFH的存储器 连接图，根据下图地址线应如何连接？,Y0,0000H07FFH,0800H0FFFH,A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7A0,0,1,五、64K动态RAM存储器,1.Intel 2164 的结构,A0 A7 地址线,DIN 数据输入,DOUT 数据输出,VDD：工作电源（+5V）,VSS：地,2.读周期,3.写周期,4.读修改写周期,5.刷新周期,6.页模式操作,六、IBM PC/XT存储空间的分配,1.RAM 区(0640K),可读可写，用户存储器的主要工作区域（系统程序占用一部分空间）。,2.保留区(A0000H BFFFFH),可读可写，系统保留作为字符/图形的显示缓冲区域。,3.ROM区,只读，系统中的控制ROM（高分辨率显示适配器控制ROM、固定磁盘驱动适配器控制ROM）、基本系统ROM（BIOS、ROM BASIC）。,
