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1、左旭坤（）,1,微型计算机原理及其应用第五章：存储器及其接口,皖西学院计算机系,左旭坤（）,2,第五章：存储器及其接口,概述半导体存储器的使用,左旭坤（）,3,第五章：存储器及其接口,概述半导体存储器的使用,左旭坤（）,4,第五章：存储器及其接口概述,存储器是微机硬件系统的重要组成部分。 功能：有了存储器，微机系统才具有“记忆”功能； 才能把程序及数据的代码保存起来； 才能使微机系统脱离人的干预，而自动完成信息处 理的功能。,左旭坤（）,5,第五章：存储器及其接口概述,左旭坤（）,6,第五章：存储器及其接口概述,计算机系统存储体结构（金字塔结构）,主存储器用来存放活动的程序和数据，其速度高、容
2、量较少、每位价格高。辅存储器主要用于存放当前不活跃的程序和数据，其速度慢、容量大、每位价格低。缓冲存储器主要用于在两个不同工作速度的部件之间起缓冲作用,左旭坤（）,7,第五章：存储器及其接口概述,存储器的性能指标存储器系统的三项主要性能指标是【容量】、【速度】和【可靠性】。1、存储器容量 存储器容量是指存储器可以容纳的二进制信息总量，即存储信息的总位数（Bit）。 设存储器的地址线和数据线位数分别是p和q，则该存储器芯片的存储单元总数为2p，该存储器芯片的位容量为2p q。 例如：存储器芯片6116，地址线有11根，数据线有8根,则该芯片的位容量是：位容量=211 8 = 2048 8 = 1
3、6384位 存储器通常是以字节为单位编址的，所以有时也用字节容量表示存储器容量，例如上面讲的6116芯片的容量为2KB，记作2K 8， 存储器容量越大，则存储的信息越多。目前存储器芯片的容量越来越大，价格在不断地降低，这主要得益于大规模集成电路的发展。,左旭坤（）,8,第五章：存储器及其接口概述,存储器的性能指标存储器系统的三项主要性能指标是【容量】、【速度】和【可靠性】。2、存取速度 存储器的速度直接影响计算机的速度。存取速度可用存取时间和存储周期这两个时间参数来衡量。 存取时间是指CPU发出有效存储器地址从而启动一次存储器读写操作，到该读写操作完成所经历的时间，这个时间越小，则存取速度越快
4、。目前，高速缓冲存储器的存取时间已小于5ns。 存储周期是连续启动两次独立的存储器操作所需要的最小时间间隔，这个时间一般略大于存取时间。,ns（nanosecond）：纳秒，时间单位。一秒的10亿分之一,左旭坤（）,9,第五章：存储器及其接口概述,存储器的性能指标存储器系统的三项主要性能指标是【容量】、【速度】和【可靠性】。3、可靠性 存储器的可靠性用MTBF (Mean Time Between Failures)平均故障间隔时间来衡量， MTBF越长，可靠性越高。内存储器常采用纠错编码技术来检测和提高可靠性。其它性能指标：性价比、功耗等,左旭坤（）,10,第五章：存储器及其接口概述,半导体
5、存储器的分类,半导体存储器,RAM,ROM,SRAM,DRAM,PROM,EPROM,EEPROM,Flash ROM,主存一般都是由半导体材料制成的，是一种半导体存储器。,左旭坤（）,11,第五章：存储器及其接口概述,半导体存储器的分类半导体存储器的分类如上图所示。主要分为两大类：可读写存储器RAM和只读存储器ROM RAM分为静态RAM（SRAM ，Static RAM） 动态RAM（DRAM，Dynamic RAM） 目前计算机内的主存储器都是DRAM，它的集成度高、功耗很低，缺点是数据易挥发，需要周期性再生。 SRAM是非挥发的，所以不需要再生，但集成度比DRAM要低，计算机中的高速缓
6、冲存储器大多用SRAM。,左旭坤（）,12,第五章：存储器及其接口概述,半导体存储器的分类 只读存储器ROM（Read-Only Memory） 对其内容只能读不能写入的存储器，它的内容是一般是一次性预先写入，不随着计算机程序的运行而频繁更改。 ROM通常用来存放固定不变的程序、汉字字型库、字符及图形符号等。ROM分类：可编程只读存储器PROM (Programmable ROM)：一次性地写入程序和数据，同时一经写入，就无法更改；可擦除只读存储器EPROM (Erasable Programmable ROM)：允许用户根据需要多次写入或用紫外线擦去ROM的内容；电可擦除只读存储器EEPRO
7、M (Electrically Erasable Programmable ROM)：可用电信号进行清除和改写的存储器，与EPROM相比，不需要采用紫外线擦除。,左旭坤（）,13,第五章：存储器及其接口概述,半导体存储器的分类 只读存储器ROM（Read-Only Memory） 快擦型存储器 (Flash Memory) 快擦型存储器是不用电池供电的、高速耐用的非易失性半导体存储器，它以性能好、功耗低、体积小、重量轻等特点活跃于便携机存储器市场。 快擦型存储器具有EEPROM的特点，可在计算机内进行擦除和编程，它的读取时间与DRAM相似，而写时间与磁盘驱动器相当。快擦型存储器有5V或12V两
8、种供电方式。对于便携机来讲，用5V电源更为合适。快擦型存储器操作简便，编程、擦除、校验等工作均已编成程序，可由配有快擦型存储器系统的中央处理机予以控制。,左旭坤（）,14,ROM分类：,第五章：存储器及其接口概述,EPROM烧录器,EPROM擦除器,Flash Memory（主板bios）,左旭坤（）,15,存储体示意图,半导体存储器的存储体 存储体是存储1和0信息的电路实体，它由许多个存储单元组成，每个存储单元一般由若干位(如：8位)组成，每一位需要一个存储元件，每个存储单元有一个编号，称为地址。 存储器的地址用一组二进制数表示，其地址线的根数n与存储单元的数量N之间的关系为： 2n = N
9、,第五章：存储器及其接口概述,左旭坤（）,16,第五章：存储器及其接口,概述典型半导体存储器的使用,左旭坤（）,17,第五章：存储器及其接口典型半导体存储器的使用,一、32k*8（bit）静态RAM62256,地址总线：和CPU的地址线相连，确定需要访问的存储单元地址。,/ CS,左旭坤（）,18,第五章：存储器及其接口典型半导体存储器的使用,一、32k*8（bit）静态RAM62256,输入/输出口：和CPU的数据线相连，负责与CPU之间传递数据。,/ CS,左旭坤（）,19,第五章：存储器及其接口典型半导体存储器的使用,一、32k*8（bit）静态RAM62256,/ CS,左旭坤（）,2
10、0,第五章：存储器及其接口典型半导体存储器的使用,一、32k*8（bit）静态RAM62256,/ CS,左旭坤（）,21,第五章：存储器及其接口典型半导体存储器的使用,一、32k*8（bit）静态RAM62256,/ CS,左旭坤（）,22,CS信号和地址译码器 当CPU访问存储器时，首先要使能该存储器，即，在存储器的CS引脚上接入一个低电平。常用地址译码器来实现这个功能。常见的地址译码器如74LS138。,第五章：存储器及其接口典型半导体存储器的使用,引脚功能A0 A2 地址端Y0 Y7 输出端 E1 E3 选通端,左旭坤（）,23,地址译码器输出真值表,第五章：存储器及其接口典型半导体存
11、储器的使用,A0A2三端不同的输入组合可得到8种输出，故称3-8译码器,如何用一片2-4译码器和三片3-8译码器，组合成5-32译码电路？,左旭坤（）,24,第五章：存储器及其接口典型半导体存储器的使用,62256RAM和8086CPU的连接,左旭坤（）,25,第五章：存储器及其接口典型半导体存储器的使用,62256RAM和8086CPU的连接,连线说明：Y1作为存储器的CS信号，当74ls138的A0=1; A1=A2=1时，Y1=0所以，当CPU的：A15=1; A16=A17=0时，Y1=0。,左旭坤（）,26,第五章：存储器及其接口典型半导体存储器的使用,62256RAM和8086CP
12、U的连接,左旭坤（）,27,第五章：存储器及其接口典型半导体存储器的使用,62256RAM和8086CPU的连接,连线说明：综上所述，按此连线方法此片62256的地址范围为：C8000HCFFFFH共有32k个存储单元,注意：连线方式不同，62256的地址范围就不同！,左旭坤（）,28,第五章：存储器及其接口典型半导体存储器的使用,62256RAM和8086CPU的连接,连线说明：,左旭坤（）,29,第五章：存储器及其接口典型半导体存储器的使用,62256RAM和8086CPU的连接,工作过程：例如，有如下程序段MOV AX, C000HMOV DS, AXMOV BX, 8001H 程序段的
13、功能是把C80001存储单元的数据，读到BX中。当第三条指令执行时，CPU有如下动作：M/IO=1，表示CPU与存储器之间传递数据；A19A0=11001000000000000001，选中存储器C80001单元。RD=0，表示读操作。D0D7,数据总线上传递数据。,左旭坤（）,30,第五章：存储器及其接口典型半导体存储器的使用,二、32k*8（bit）EPROM27256,/CS,左旭坤（）,31,第五章：存储器及其接口典型半导体存储器的使用,27256EPROM和8086CPU的连接,左旭坤（）,32,第五章：存储器及其接口典型半导体存储器的使用,27256EPROM和8086CPU的连接,连线说明：Y0作为存储器的CS信号，当74ls138的A0=A1=A2=0时，Y1=0所以，当CPU的：A15=A16=A17=0时，Y1=0。,左旭坤（）,33,第五章：存储器及其接口典型半导体存储器的使用,27256EPROM和8086CPU的连接,
