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1、第5章 内存储器及其接口,5.1 半导体存储器,存储器:存放程序和数据的部件内存(主存储器):直接连接总线上，通常由半导体存储器组成。外存(辅助存贮器):经接口电路与总线相连接，存放永久保存的程序和数据,通常指磁盘、磁带、光盘等。字节：8位存储单元组成的一个基本存储单元。字：CPU的字长组成的一个存储单元。字长：字的二进制位数。字有4位、8位、16位、32位、64位等。芯片存储容量：存储芯片容纳的二进制信息量。存储容量=字数位数,概念及术语,5.1 半导体存储器,半导体存贮器的分类,半导体存储器,RAM,ROM,存取方式分,双极型RAM：晶体管为基本存储电路元件。集成度较低，功耗大，成本高。存
2、取速度高，如L1，L2缓存。MOSRAM：工艺简单、成本低集成度高、功耗低存取速度不如双极性,5.1 半导体存储器,静态RAM(SRAM)：基本存储电路由6管构成。集成度高于双极型，低于动态RAM 。功耗比双极型低，但比动态RAM高。 不需要刷新。,5.1 半导体存储器,动态RAM(DRAM)：基本存储电路由单管电路组成，电容存储电荷保存信息。 集成度高。功耗比静态RAM低，价格比静态RAM便宜。因动态存储器靠电容来存储信息，存在泄漏电流，故要求刷新，通常要求每隔2ms刷新一遍。,5.1 半导体存储器,只读存储器ROM:掩模ROM 这种ROM是在制作集成电路时，用定做的掩模进行编程的。制造完毕
3、，存储器的内容就被固定下来，只能读，不能改变。,5.1 半导体存储器,能够进行多次改写的ROM称为EPROM。且需要专用的EPROM写入器。擦除时需用紫外线光源照射(整个芯片的内容都被擦除),写入必须提供+12.5V25V的电压 。Intel 2716、2732、2764、27512,可擦除的EPROM(Erasable PROM),5.1 半导体存储器,能够用电信号进行多次改写的ROM存储器。使用方便,芯片可直接在插件板上擦除或改写(可按字节进行)。存取速度较慢，价格较贵。如：Intel 28F010，29C020等。可以在+5V的电压下正常读取，但写入必须提供+12V的电压 。,电可擦除的
4、E2PROM(Electrically Erasable PROM),新一代可编程只读存储器FLASH(快闪存储器),BIOS、U盘多为这种类型,5.1 半导体存储器,对芯片内存储单元寻址，采用地址译码予以实现。常用的地址译码有两种方式，即单译码和双译码方式。,RAM芯片内内部的结构及工作原理,单译码方式,如图所示，单译码方式是一个N中取“1”的译码器，当字选择线的根数N很大时，内部的N=W0WN-1必然也很大，占有的芯片资源也大，主要用于小容量的存储器，,5.1 半导体存储器,RAM芯片内内部的结构及工作原理,双译码方式,当字选择线的根数N很大时，N2P中的P必然也大，这时可将P分成两部分，
5、N2p2x+y= 2x 2y ，这样便可将N由X译码和Y译码两级译码得到。 现以P=10为例： N21025253232=1024，即可选择1024个字的一位记忆单元。其译码结构如图所示。,5.1 半导体存储器,RAM存贮器组成结构,图示为10241位的存储芯片的结构框图。,存储体 大量存储单元有规则的组合在一起构成存贮体。各存储单元以地址进行区分。,地址译码器：地址选择读/写控制及I/O电路：信号放大；对被选中的单元读出、写入。片选控制CS：多片芯片组成存贮器时首先进行片选由地址译码的高位完成。输出驱动：三态缓冲，以适用于总线连接。,5.1 半导体存储器,SRAM芯片Intel6116,2K
6、*8位的静态RAM芯片，包含有16384个基本存储电路 。该芯片为24脚，双列直插集成电路 ,与EPROM2716兼容。,A0A10 211=2048 地址输入11根,VCCGND电源和地线2根共有24根引线,I/O1I/O8D0D7数据输入输出 8根,5.1 半导体存储器,(X)DRAM芯片Intel2164,64K*1位的动态RAM芯片。该芯片为16脚，双列直插集成电路（1）存取时间为150ns/200ns(15,20）（2）低功耗，最大275mW（3）每2ms需刷新一次，每次512单元,A0A7 216=65536 地址输入8根分为行地址和列地址，内有地址锁存器，分时复用构成16位地址。
7、,5.1 半导体存储器,(X)只读存储器Intel 2732,4K8 EPROM。24脚双列直插集成电路。,A0A11 212=4096 地址输入,O0O7D0D7数据输出,三态输出允许信号,VPP 输入编程高电压,6种工作方式：,5.1 半导体存储器,只读存储器Intel 2732,6种工作方式：,5.2 存储器与CPU的接口,8位微机系统中的存储器接口,5.2 存储器与CPU的接口,存储器芯片数目的确定芯片容量=MNM=存储单元数 ；N=位数单元存贮器的容量=XKB=XK8以字节为单位。,8位微机系统中的存储器接口,例, 64KB的RAM存储器，由动态RAM2116(16K1)芯片组成。T
8、=（G/M）（8/N）=（64K16K） （8/1）=32(片)若用静态RAM2114(1K4)芯片组成。T=（G/M）（8/N）=（64K1K） （8/4）=128(片),5.2 存储器与CPU的接口,(1) 数据线的连接：芯片内有双向三态缓冲器，芯片数据线直接和系统数据总线相应数据位挂接。(2) 地址线的连接：地址应包含两部分：片内地址：芯片内的存储单元寻址，低位部分是片内地址，直接和存储芯片的地址端相连。,芯片的数据线、地址线和控制线与系统总线的连接,片选地址：对各个存储芯片进行选择的地址，高位部分是片地址，经译码器产生芯片选择信号和各个芯片的片选端相连。,(3)控制线的连接：CPU通过
9、控制总线发出读写操作命令。,5.2 存储器与CPU的接口,例,用1K*1的静态RAM芯片位扩充形成2KB的存储器，所需芯片数为16 。,位扩展：扩充存储单元的位数。,1K=1024=210地址线A09,5.2 存储器与CPU的接口,例,用Intel 6116形成8KB的存储器 。,片选控制方法,线选法:,地址中的高位部分不经译码，直接用它们分别作各个芯片的片选信号。,D0D7,A12,A11,A13,A14,8086,5.2 半导体存储器接口的基本技术,片选控制方法线选法:,5.2 半导体存储器接口的基本技术,片选控制方法线选法:,5.2 半导体存储器接口的基本技术,片选控制方法线选法:,5.2 半导体存储器接口的基本技术,片选控制方法线选法:,地址范围是不连续的,可见线选法形成的地址空间不连续，对地址空间的利用率较高,课后作业：P198 1 3 4,
