【教学课件】第5章内存储器及其接口.ppt

第第5章章 内存储器及其接口内存储器及其接口5.1 半导体存储器半导体存储器5.2 半导体存储器接口的基本技术半导体存储器接口的基本技术5.3 16位和位和32位系统中的内存储器接口位系统中的内存储器接口15.1半导体存储器半导体存储器v概述概述vRAM芯片的结构、工作原理及典型产品芯片的结构、工作原理及典型产品vROM芯片的结构、工作原理及典型产品芯片的结构、工作原理及典型产品25.1半导体存储器半导体存储器5.1.1 概述概述一、基本结构3二、存储器中的数据组织在字节编址的计算机系统中，一个内存地址对应一个字节单元，16位字和32位双字各占有2和4个字节单元。例32位双字12345678H占内存4个字节地址24300H24303H，在内存中的存放如下：（a）为小数端存放（b）为大数端存放都以最低地址24300H为双字地址。4存储器中的数据组织5三、主要技术指标1.存储容量 指存储器可以容纳的二进制信息量以存储器中存储地址寄存器MAR的编址数与存储字位数的乘积表示；2.存储速度 可以用两个时间参数表示：一个是“存取时间”（Access Time）TA定义为从启动一次存储器操作，到完成该操作所经历的时间；6另一个是“存储周期”（Memory Cycle）TMC，定义为启动两次独立的存储器操作之间所需的最小时间间隔；3.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。4.性能/价格比7四、分类 SRAM RAMDRAM 内存储器 ROM PROM ROM EPROM E2PROM存储器 FLASH MEMORY FLOPPY DISK DISK HARD DISK 外存储器 CD OPTICAL DISK DVD MO85.1.2 RAM芯片的结构、工作原理及典型产品芯片的结构、工作原理及典型产品一、内部结构91.SRAM的存储单元2.单管DRAM的存储单元10二、SRAM典型芯片1.SRAM芯片HM61161111条地址线、8条数据线、1条电源线VCC和1条接地线GND；3条控制线 片选信号 、写允许信号 和输出允许信号 ；3个控制信号的组合控制6116芯片的工作方式。表 51 6116的工作方式方 式I/O引脚HXX未选中（待用）高阻LLH读出DOUTLXL写入DIN122.DRAM芯片Intel 2164132164A的片内有64K（65536）个内存单元，有64K个存储地址，每个存储单元存储一位数据，片内要寻址64K个单元，需要16条地址线，为了减少封装引脚，地址线分为两部分 行地址和列地址，A0A7为芯片行地址，A8A15为列地址，芯片的地址引脚只有8条。14由行地址选通信号 ，将先送入的8位行地址送到片内行地址锁存器，然后由列地址选通信号 将后送入的8位列地址送到片内列地址锁存器。16位地址信号选中64K个存储单元中的一个单元。刷新时，送入7位行地址，同时选中4个存储矩阵的同一行，即对4128=512个存储单元进行刷新。数据线是输入和输出分开的，由 信号控制读写。无专门的片选信号。155.1.3 ROM芯片的结构、工作原理及典型产品芯片的结构、工作原理及典型产品一、ROM芯片的组成和基本存储单元16二、EPROM芯片Intel 2732A172732A的方式选择 引脚模式 (18)/VPP(20)A9(22)VCC(24)输出O0O7(911)(1317）读LLX+5V输出输出禁止LHX+5V高阻待用HXX+5V高阻编程LVppX+5V输入编程禁止HVppX+5V高阻Intel标识符LLH+5V编码185.2 半导体存储器接口的基本技术半导体存储器接口的基本技术v8位微机系统中的存储器接口位微机系统中的存储器接口v动态存储器的连接动态存储器的连接195.2 半导体存储器接口的基本技术半导体存储器接口的基本技术5.2.1 8位微机系统中的存储器接口位微机系统中的存储器接口20一、集成译码器及其应用1.74LS138译码器2.74LS138的应用21二、实现片选控制的三种方法1.全译码法 CPU的全部地址总线A19A0都参与译码，内存芯片中任一单元都有唯一的、确定的地址对应；2.部分译码法 CPU的地址总线中有n条未参与译码，则一个内存单元有2n个地址对应，称为部分译码部分译码中2n个地址对应于一个内存单元，称为地址重叠；3.线选法22三、控制信号的连接SRAM通常有三条控制信号线 片选信号 、写允许信号 和输出允许信号 ；EPROM芯片常采用双线控制，片选信号 用来选择芯片，输出允许信号 用来允许数据输出。只有这两条控制线同时有效时，才能从输出端得到要读出的数据。建议 同地址译码器输出相连，以控制对各器件的选择，而 同系统控制总线中的读信号 相连，这样可以保证所有未被选中的器件处于低功耗状态。235.2.2 动态存储器的连接动态存储器的连接一、行地址和列地址的形成24二、和 的产生25三、刷新电路265.3 16位和位和32位系统中的内存储器接口位系统中的内存储器接口v16位微机系统中的内存储器接口位微机系统中的内存储器接口v32位微机系统中的内存储器接口位微机系统中的内存储器接口275.3 16位和位和32位系统中的内存储器接口位系统中的内存储器接口5.3.1 16位微机系统中的内存储器接口位微机系统中的内存储器接口一、16位微机系统中的奇偶分体在16位系统中，内存1MB分为两部分：偶地址区 同CPU低8位数据线相连，由A0作片选，当A0=0时选中；奇地址区 同CPU高8位数据线相连，由 作片选，当 =0时，选中；存储芯片A0A18同CPU A1A19相连2829二、8088/8086的存储器访问操作1.字节访问和字访问当8086访问一个整字（16位）变量时，该变量的地址为偶地址（即字变量的低字节在偶地址单元，高字节在奇地址单元），则8086将用一个总线周期访问该字变量；该字变量的地址为奇地址（即字变量的低字节在奇地址单元，高字节在偶地址单元），则8086要用两个连续的总线周期才能访问该字变量，每个周期访问一个字节。302.“对准的”字与“未对准的”字8086CPU能同时访问奇存储体和偶存储体中的一个字节，以组成一个存储字，要访问的1个字的低8位存放在偶存储体中，称为“对准的”字（aligned，又称为“对界的”或“对齐的”），这是一种规则的存放字；当要访问的16位字的低8位存放在奇存储体中，称该字为“未对准的”字（unaligned，又称为“未对界的”或“未对齐的”），这是一种非规则的存放字；3132三、16位系统中存储器接口举例存储器接口335.3.2 32位微机系统中的内存储器接口位微机系统中的内存储器接口34存储体写选通信号的生产电路35