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4 存储器及其扩展本章主要知识点：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 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。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 1) 可读写(随机)读写存储器(RAM) 这种存储器在使用过程中既可利用程序随时写入信息，又可随时读出信息。RAM可分为三类。 (1) 静态RAM 静态RAM即SRAM(Static RAM)，其存储电路以双稳态触发器为基础，状态稳定，只要不掉电，信息不会丢失。优点是不需刷新，缺点是集成度低。它适用于不需要大存储容量的微型计算机(例如，单板机和单片机)中。 (2) 动态RAM 动态RAM即DRAM(Dynamic RAM)，其存储单元以电容为基础，电路简单，集成度高。但也存在问题，即电容中电荷由于漏电会逐渐丢失，因此DRAM需定时刷新。它适用于大存储容量的计算机。 (3) 非易失RAM 非易失RAM或称掉电自保护RAM，即NVRAM(Non Volative RAM)，这种RAM是由SRAM和EEPROM共同构成的存储器，正常运行时和SRAM一样，而在掉电或电源有故障的瞬间，它把SRAM的信息保存在EEPROM中，从而使信息不会丢失。NVRAM多用于存储非常重要的信息和掉电保护。 2)只读存储器ROM(1) 掩膜ROM 利用掩膜工艺制造的存储器，程序和数据在制造器件过程中已经写入，一旦做好，不能更改。大量生产时，成本很低。例如，键盘的控制芯片。(2) 可编程ROM 可编程ROM简称PROM(Programable ROM)。PROM由厂家生产出的“空白”存储器，根据用户需要，利用特殊方法写入程序和数据，即对存储器进行编程。但只能写入一次，写入后信息是固定的，不能更改。它类似于掩膜ROM，适合于批量使用。 3) 可擦除PROM EPROM(Erasable Programable ROM) 可由用户按规定的方法多次编程，如编程之后想修改，可用紫外线灯制作的擦除器照射7～30分钟左右，使存储器复原，用户可再编程。这对于专门用途的研制和开发特别有利，因此应用十分广泛。4) 电可擦PROM EEPROM (Electrically Erasable PROM) 这种存储器能以字节为单位擦除和改写，而且不需把芯片拔下插入编程器编程，在用户系统即可进行。随着技术的进步，EEPROM的擦写速度将不断加快，将可作为不易失的RAM使用。 4.1.3 半导体存储器的主要技术指标 1. 容量 存储器芯片因为要适用于1位、4位、8位计算机的需要，其数据线也有1位、4位、8位之不同。例如，Intel 2116为1位， 2114为4位， 6264为8位，所以在标定存储器容量时，经常同时标出存储单元的数目和位数，因此有 存储器芯片容量=单元数×数据线位数如Intel 2114芯片容量为1 K×4位/片，Intel 6264为8 K×8位/片。 虽然微型计算机的字长已经达到16位、32位甚至64位，但其内存仍以一个字节为一个单元，不过在微机中,根据数据位的长度，一次可同时对2、4、8个单元进行访问。 2. 存取速度 存储器芯片的存取速度是用存取时间来衡量的，它是指从CPU给出有效的存储器地址到存储器给出有效数据所需要的时间。 存取时间越小，速度越快。 超高速存储器的存取速度小于20 ns，中速存储器的存取速度在100～200 ns之间，低速存储器的存取速度在300 ns以上。 随着半导体技术的进步，存储器的容量越来越大，速度越来越高，而体积却越来越小。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