第5微机原理与接口技术课件清华大学.pptVIP

第5章 存储器系统 主要内容： 存储器系统的概念 半导体存储器的分类及其特点 半导体存储芯片的外部特性及其与系统的连接 存储器扩展技术 高速缓存 §5.1 概 述 主要内容： 存储器系统及其主要技术指标 半导体存储器的分类及特点 两类半导体存储器的主要区别 一、存储器系统 1. 存储器系统的一般概念 将两个或两个以上速度、容量和价格各不相同 的存储器用硬件、软件或软硬件相结合的方法 连接起来 系统的存储速度接近最快的存储器，容量接近 最大的存储器。 2. 两种存储系统 在一般计算机中主要有两种存储系统： Cache存储系统 对程序员是透明的 目标： 提高存储速度 虚拟存储系统 对应用程序员是透明的。 目标： 扩大存储容量 3. 主要性能指标 存储容量（S）（字节、千字节、兆字节等） 存取时间（T）（与系统命中率有关） 命中率（H） T=H*T1+（1-H）*T2 单位容量价格（C） 访问效率（e） 4. 微机中的存储器 二、半导体存储器 1. 半导体存储器 半导体存储器由能够表示二进制数“0”和“1”的、具有记忆功能的半导体器件组成。 能存放一位二进制数的半导体器件称为一个存 储元。 若干存储元构成一个存储单元。 2. 内存储器的分类 内存储器 随机存取存储器（RAM） RAM 只读存储器（ROM） 只读存储器 3. 主要技术指标 存储容量 存储单元个数×每单元的二进制数位数 存取时间 实现一次读/写所需要的时间 存取周期 连续启动两次独立的存储器操作所需间隔的最小时间 可靠性 功耗 §5.2 随机存取存储器 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 存储器扩展技术 一、静态存储器SRAM 1. SRAM的特点 存储元由双稳电路构成，存储信息稳定。 2. 典型SRAM芯片 掌握： 主要引脚功能 工作时序 与系统的连接使用 典型SRAM芯片 SRAM6264： 容量：8K X 8b 外部引线图 6264芯片的主要引线 地址线：A0------A12； 数据线：D0------D7； 输出允许信号：OE； 写允许信号：WE； 选片信号：CS1，CS2。 6264的工作过程 读操作 写操作 3. 8088总线信号 4. 6264芯片与系统的连接 5. 存储器编址 存储器地址 6264芯片的编址 存储器编址 6. 译码电路 将输入的一组高位地址信号通过变换，产 生一个有效的输出信号，用于选中某一个 存储器芯片，从而确定了该存储器芯片在 内存中的地址范围。 将输入的一组二进制编码变换为一个特定 的输出信号。 译码方式 全地址译码 部分地址译码 全地址译码 用全部的高位地址信号作为译码信号，使 得存储器芯片的每一个单元都占据一个唯 一的内存地址。 全地址译码例 6264芯片全地址译码例 该6264芯片的地址范围 = F0000H~F1FFFH 全地址译码例 若已知某SRAM 6264芯片在内存中的地址为： 3E000H～3FFFFH 试画出将该芯片连接到系统的译码电路。 全地址译码例 设计步骤： 写出地址范围的二进制表示； 确定各高位地址状态； 设计译码器。 全地址译码例 部分地址译码 用部分高位地址信号（而不是全部）作为译码 信号，使得被选中得存储器芯片占有几组不同 的地址范围。 下例使用高5位地址作为译码信号，从而使被 选中芯片的每个单元都占有两个地址，即这两 个地址都指向同一个单元。 部分地址译码例 两组地址： F0000H —— F1FFFH B0000H —— B1FFFH 应用举例 将SRAM 6264芯片与系统连接，使其地址范围为：38000H~39FFFH。 使用74LS138译码器构成译码电路。 存储器芯片与系统连接例 由题知地址范围： 0 0 1 1 1 0 0 0 … … … 0 0 0 1 1 1 0 0 1 … … … 1 应用举例 二、动态随机存储器DRAM 1. DRAM的特点 存储元主要由电容构成； 由于电容存在的漏电现象而使其存储的信息不稳定，故DRAM芯片需要定时刷新。 2. 典型DRAM芯片2164A 2164A：64K×1bit 采用行地址和列地址来确定一个单元； 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 行地址选通信号。用于锁存行地址；