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第5章 存储器 本章详细讲述了存储器的基本原理和实现技术。介绍了常用ROM、RAM和Flash芯片的引脚信号功能、工作方式以及使用方法，同时讲述了高速缓冲存储器技术、虚拟存储器及其管理技术。 5.1 重点与难点 本章的重点和难点是半导体存储器的分类、结构、典型芯片的操作方式，存储器的扩展设计，高速缓冲存储器cache的工作原理、读/写策略，80486存储器管理模式以及虚拟存储器及其管理技术。具体内容如下： 1． 存储器的分类与性能指标 （1）存储器的分类：半导体存储器的分类见表5.1。 表5.1 半导体存储器分类 分 类 名 称 特 点 随机存取存储器 （RAM） 静态RAM（SRAM） 速度快、工作稳定、不需要刷新电路 动态RAM(DRAM) 集成度高，功耗低、需要刷新电路 非易失性RAM(NVRAM) 在掉电或电源发生故障时，可自动保存信息 只读存储器 （ROM） 掩膜ROM 在生产过程中信息一次性直接写入，内容不能再改写 可编成ROM 信息只能写入一次，不能擦除和改写 可擦除可编程ROM(EPROM) 写入的信息，可以多次改写 电可擦除可编程ROM(EEPROM) 具有RAM和ROM的双重功能特点，不需要专用编程工具，信息可以多次改写 闪速存储器（flash memory） 在线电擦写，低功耗，大容量，擦写速度快 新型存储器 同步突发SRAM 管道突发SRAM 快速页模式DRAM 扩充数据输出RAM 同步DRAM （2）半导体存储器的主要性能指标 存储容量、存取速度、可靠性和功耗。 2．只读存储器ROM 只读存储器有EPROM、E2PROM和Flash等，常用ROM芯片见表5.2。 表5.2 常用ROM芯片 分 类 常 用 芯 片 引 脚 数 EPROM 2716（2K×8b） 2732（4K×8b） 2764（8K×8b） 27128（16K×8b） 27256（32K×8b） 27512（64K×8b） 24 24 28 28 28 28 E2PROM 2817A（2K×8b） 2864 A（8K×8b） 28010（128K×8b） 28040（512K×8b） 28 28 32 32 Flash Memory AT29C256（32K×8b） AT29C512（64K×8b） AT29C010（128K×8b） AT29C020（256K×8b） AT29C040（512K×8b） 28 32 32 32 32 3．随机存取存储器 常用的随机存取存储器有静态随机存取存储器SRAM和动态随机存取存储器DRAM两种，常用RAM芯片见表5.3。 表5.3 常用RAM芯片 分 类 常 用 芯 片 引 脚 数 SRAM 6116（2K×8b） 6264（8K×8b） 62256（32K×8b） 24 28 28 DRAM 2164 A（64K×1b） 21256（256K×1b） 421000（1M×1b） 16 16 18 4．存储器的扩展设计及存储器芯片与CPU的连接 芯片型号的选择、数量的确定，数据线、地址线和控制线的正确连接，片选信号的产生，存储器系统的地址分配。存储器的扩展设计包括位扩展、字扩展以及位和字同时扩展。 5．高速缓冲存储器cache cache的工作原理、cache的读/写策略和cache的地址映射。 6．虚拟存储器及其管理技术 虚拟存储器的工作原理、分段存储管理、分页存储管理和段页存储管理。 7．80486存储器管理模式 保护模式存储管理和虚拟8086模式存储管理。 5.2 习题解答 5.1 半导体存储器分为哪些类型？简述它们各自的特点。 答：参见P205～207， 5.1.1 半导体存储器的分类。 5.2 半导体存储器的性能指标有哪些？对微机有何影响？ 答：参见P207～208 ，5.1.1半导体存储器的分类。 5.3 存储器扩展设计的3种基本方法是什么？ 答：参见P219，5.4.2存储器的扩展。 5.4 存储芯片中片选信号的产生方法有哪几种？各有什么特点？ 答：参见P223，5.4.3存储器的地址译码。 5.5 一个1K×8b的存储芯片需要多少根地址线？多少根数据线？ 答：解题思路：1K×8b的芯片，其中前一项的1K表示存储容量，表明需要多少根地址线。因为，1K=210，所以，需要10根地址线；后一项的8b表示数据线的位数，所以需要8根数据线。 5.6 若用1024×1b的RAM芯片组成16K×8b的存储器，需要多少芯片？若设系统地址总线为16位，则在地址线中有多少位参与片内寻址？多少位用作芯片组选择信号？ 答：需要8×16＝128个芯片。若系统地址总线为16位，则地址线中有10位参与片内寻址，4位