第11章存储器课案.ppt

第 11章 存储器接口 11.1 半导体存储器简介 11.1.1 现代微机系统的存储器层次结构 11.1.2 半导体存储器的分类 11.2 读写存储器RAM 11.2.1 基本存储电路 11.2.2 RAM结构 11.2.3 存储器地址译码方法 11.3 存储器与CPU的接口设计 11.3.1 设计法 11.3.2 RAM与CPU的连接 11.3.3 静态随机存储器（SRAM） 11.3.4 只读存储器（EPROM）应用 11.4 现代RAM 11.4.1 内存条的构成 本章小结 本章习题 学习目标 1、存储器的类型: 随机存储器RAM 只读存储器ROM 2、存储器的设计、地址分配 3、外设的地址分配 重点内容 1、存储器的类型 2、存储系统的设计 11.1 半导体存储器简介 11.1.1 现代微机系统的存储器层次结构 存储器是用来存储信息的部件。 存储器的三级结构: Cache容量小(几百K）,速度与CPU相当 主存容量大（2511MB~512MB) ，速度比Cache慢 外存容量大(40~80GB），速度慢 11.1.2 半导体存储器的分类: 按制造工艺分类 双极型：速度快、集成度低、功耗大 MOS型：速度慢、集成度高、功耗低 按使用属性分类 随机存取存储器RAM：可读可写、断电丢失 只读存储器ROM：正常只读、断电不丢失 RAM种类 双极型RAM MOS RAM 静态RAM（SRAM),速度快,集成度低 动态RAM(DRAM)，速度慢,集成度高 ROM种类 掩膜ROM：信息制作在芯片中，不可更改 PROM：允许一次编程，此后不可更改 EPROM：用紫外光擦除，擦除后可编程；并允许用户多次擦除和编程 EEPROM（E2PROM）：采用加电方法在线进行擦除和编程，也可多次擦写 Flash Memory（闪存）：能够快速擦写的EEPROM，但只能按块（Block）擦除 半导体存储器的指标 存储容量 存取时间 功耗 可靠性 微型计算机内存的通常结构 存储体 存储器芯片的主要部分，用来存储信息 地址译码电路 根据输入的地址编码来选中芯片内某个存储单元 片选和读写控制逻辑 选中存储芯片，控制读写操作 11.2 读写存储器RAM 11.2.1 基本存储电路 1.六管静态存储电路:存储一个二进制位。 Q1、Q2 组成一个触发器 Q3、 Q4 作为负载电阻 Q5、 Q6 作为控制门 写入时 由I/O线输入: 若I/O=1，使Q2 导通，Q1 截止， A=1，B=0。 读出时 A、B点信号由Q5、Q6送出到 I/O线上。若A=1，B=0，则I/O=1。 3、动态基本存储电路 数据以电荷形式存于电容器上，三极管作为开关。 1）写入时，行选择线为 1 ，Q导通，C充电； 2）读出时，行选择线为 1 ，电容C上电荷通过Q送到数据线上，经放大，送出； 3）需刷新 4、动态RAM典型芯片 动态Intel 4114 16K×1的RAM，用7根复用地址线分两批传送14位地址。 动态Intel 2164A 64K×1的RAM，用8根复用地址线。分两批传送16位地址 11.2.2 RAM结构 一个基本存储电路，可存储1位（位片结构）或多位（字片结构）二进制数据 存储容量与地址、数据线数量有关： 芯片的存储容量 ＝存储单元数×存储单元的位数＝2M×N M：芯片的地址线根数 N：芯片的数据线根数 1）存储体 一个基本存储电路只能存储一个二进制位。 将基本的存储电路有规则地组织起来，就是存储体。 存储体又有不同的组织形式： 将各个字的同一位组织在一个芯片中，如：8118 16K*1（DRAM） 将各个字的 4位 组织在一个芯片中， 如：2114 1K*4 （SRAM） 将各个字的 8位 组织在一个芯片中， 如：6116 2K*8 （SRAM）。 2) 外围控制电路 地址译码器 I/O电路 片选控制端CS 输出缓冲器等 3）地址译码方式 单译码方式 双译码方式 4）一个实际静态RAM的例子 静态RAM Intel 2114：1K×4的SRAM 存储容量为1024×4＝ 1024 18个引脚： 10根地址线A9～A0 4根数据线I/O4～I/O1 存储地址译码电路 74LS138经常用来作为存储器的译码电路。 表 74LS138的真值 11.2.3 存储器地址译码方法 1.存储器的片选信号译码 线选法:从高