微机原理课件第5章.pptVIP

第5章 半导体存储器 半导体存储器概述 存储器以字节(8位)为基本存储单位 存储器有确定的存储容量 每个存储单元有唯一的地址 8086使用20位地址线寻址存储器 存储体系的设计问题 如何规划和组织微机系统的存储体系？ 通常采用“多级存储器体系”(而非单一的存储形式) 由两种以上的速度、价格、容量各异的存储器组成 由专门的软件、硬件进行辅助管理 采用多级存储器结构的原因 考虑和兼顾的因素为 速度 容量 成本 计算机的存储体系典型例 现在的微型计算机系统一般采用多级存储器结构，即：存储系统的三个层次 特别提示：无论是否采取了虚存技术还是缓存技术，主存的容量一定仍是DRAM的容量； “存储”的形成—“位”的存储 使用不同的电子器件，构成具有两个稳定状态的存储基本电路；存储二进制数据信息 一个存储基本电路；存储一个二进制的位 “存储”的形成—多“位”数据存储 存储矩阵，存储多个二进制的位数据 选中某一个存储电路，至少需要4条地址线 需要1条数据线 “存储”的形成—大矩阵多单元大容量 以上的图示是一个4*4的存储矩阵 可以存储16个二进制的位 称它的容量为：16*1位 如矩阵为128*128，则可实现更大规模的存储 行、列各至少需要7条地址线，共同确定一个存储电路 容量为：16K*1位 数据线数与地址线数问题 “存储”的形成--矩阵芯片存储器 一个存储芯片往往包含若干存储矩阵 最终的存储器是以“字节”为存储单位的；但存储芯片的存储单位是“位”，而不一定是字节；既使是8位，也不一定能满足存储器的容量要求 一个存储器往往由多个存储芯片扩充组成 位扩充 字扩充 存储容量计算例 某存储器芯片的地址线为16位，存储字长为8位，则其存储容量为多少？ 一般的，若某存储器芯片有M位地址总线、N位数据总线，表示存储单元的数量为2M个，每个存储单元可存储N位二进制代码信息；则存储容量表示为 2M×N(位) 该存储芯片中M为16位，N为8位，则其存储容量为： 64K×8位 (容量为64KB) 半导体存储器的结构 半导体存储器的一般包括 地址寄存器 地址译码器 存储体 读写控制放大电路 数据寄存器 时序逻辑控制电路 半导体存储器的基本结构 存储器芯片的主要引脚 静态RAM的应用特点 由电路结构的特点，可以保证存储的信息只要不断电，内容不会丢失；不需要刷新 存取速度快 电路结构复杂，集成度较低 价格成本较高 一般用作高速缓冲存储器 SRAM单元存储电路 常用 SRAM 芯片型号 6116 芯片结构框图及引脚图 数据线：8条 地址线：11条 控制线：CS，OE，WE，24引脚 存储容量为 2K*8位(B) SRAM6116上的引脚信号 数据线： I/O0~I/O7 地址线： A 0~A 10 控制线： CE：片选信号，有效时，芯片才工作 WE：读写控制信号，为0时写，为1时读 OE：存储器数据输出控制信号，为0时，允许存储器被选中的数据输出到数据线上 6116的工作过程 读操作 ★片选CS=0有效,表示被选中 ★由CPU送来的地址信号经地址输入线A10~A0送入地址锁存器 ★该地址被先后送入行(7位)、列(4位)地址译码器 ★根据译码值，选中一个存储单元（8位）的数据 ★待输出控制信号OE=0时，被选中的数据被送至I/O线上 6116的工作过程 写操作 ★写入时，片选信号CS=0，表示选中该芯片 ★当WE=0,表示是写操作 ★经译码器译码，确定写入单元（8位）的地址 ★将此时I/O线上的数据送入被选中的存储单元 6116工作方式真值表 动态RAM的应用特点 由一个MOS管组成基本存储单元，依靠MOS管的栅极电容来存储信息，电路结构简单 信息在栅极电容上可保留一段时间 但栅极电容上的信息还是要丢失的(漏电)，因此动态RAM需要定时地刷新 集成度高，价格成本低，适合制作大规模和超大规模集成电路 DRAM的单元存储电路 DRAM典型芯片介绍 2164是典型的芯片 16引脚 容量为：64K*1位；4个128*128的存储矩阵 8条地址线;为实现16位(64K)的寻址,地址线分时复用: 行地址选通信号----送8位行地址锁存器 列地址选通信号----送8位列地址锁存器 每 2?ms 需刷新一遍；每次刷新512个存储单元，在每个矩阵中刷新一行；2?ms内需有128个刷新周期 2164芯片的引脚 2164 DRAM 内部结构框图 2164 DRAM工作方式 只读存储器ROM 非易失性存储器，主要存放一般不修改的固定的程序和数据，如监控程序、PC机的BIOS程序等 基本结构与SRAM相似，但要解决“非易失”问题 解决“非易失”问题的