第5章存储器课程学习.pptx

会计学1第第5章存储器章存储器第一页，共76页。存存储储器器是是计计算算机机系系统统中中具具有有记记忆忆功功能能的的部部件件，它它是是由由大大量量的的记记忆忆单单元元(或或称称基基本本的的存存储储电电路路)组组成成的的,用用来来存存放放用用二二进进制制数数表示的程序和数据。表示的程序和数据。5.15.1存储器概述存储器概述(i sh)(i sh)第1页/共76页第二页，共76页。实际上存储系统是快慢搭配，具有层次结构的，实际上存储系统是快慢搭配，具有层次结构的，实际上存储系统是快慢搭配，具有层次结构的，实际上存储系统是快慢搭配，具有层次结构的，如图所示。如图所示。如图所示。如图所示。速度快速度快 容量小容量小速度慢速度慢 容量大容量大寄存器寄存器内部内部Cache外部外部Cache主存储器主存储器辅助存储器辅助存储器大容量辅助存储器大容量辅助存储器微机存储系统的层次结构微机存储系统的层次结构微机存储系统的层次结构微机存储系统的层次结构CPU第2页/共76页第三页，共76页。存储器操作：存储器操作：读操作，非破坏性。读操作，非破坏性。写操作，破坏性。写操作，破坏性。存储器的职能：存储器的职能：信息交换中心。信息交换中心。数据仓库。数据仓库。第3页/共76页第四页，共76页。一、存储器分类一、存储器分类一、存储器分类一、存储器分类(fn li)(fn li)1.1.1.1.内存储器内存储器内存储器内存储器(ni cn ch(ni cn ch(ni cn ch(ni cn ch q)(q)(q)(q)(内存或主存内存或主存内存或主存内存或主存)功能功能：存储当前运行所需的程序和数据。：存储当前运行所需的程序和数据。特特点点：CPU可可以以直直接接访访问问并并与与其其交交换换信信 息，容量小，存取速度快。息，容量小，存取速度快。第4页/共76页第五页，共76页。2.2.2.2.外存储器外存储器外存储器外存储器(wi cn ch q)(wi cn ch q)(wi cn ch q)(wi cn ch q)(外存外存外存外存)功能功能：存储当前不参加运行的程序和数据。：存储当前不参加运行的程序和数据。特特点点：CPU不不能能直直接接访访问问，配配备备专专门门设设备备才才能能进进行行信信息息交交换换，容容量量大，存取速度慢。大，存取速度慢。第5页/共76页第六页，共76页。软盘(run pn)和软盘(run pn)驱动器第6页/共76页第七页，共76页。目目前前，存存储储器器使使用用的的存存储储介介质质有有半半导导体体器器件件，磁磁性性材材料料，光光盘盘等等。一一般般把把半半导导体体存存储储器器芯芯片片作作为为内内存存。由由于于半半导导体体存存储储器器具具有有存存取取速速度度快快、集集成成度度高高、体体积积小小、功功耗耗低低、应应用用方方便等优点，在此我们便等优点，在此我们(w men)只讨论半导体存储器。只讨论半导体存储器。第7页/共76页第八页，共76页。存储器的主要存储器的主要存储器的主要存储器的主要(zhyo)(zhyo)技术指标技术指标技术指标技术指标1.1.1.1.存储容量（存放存储容量（存放存储容量（存放存储容量（存放(cnfng)(cnfng)(cnfng)(cnfng)二进制信息的二进制信息的二进制信息的二进制信息的总位数）总位数）总位数）总位数）存储容量存储容量=存储单元个数存储单元个数每个存储单元的位数每个存储单元的位数常用单位：常用单位：常用单位：常用单位：MBMB、GBGB、TBTB其中：其中：其中：其中：1kB=21kB=21010B 1M=2B 1M=21010kB=2kB=22020B B 1GB=2 1GB=21010MB=2MB=23030B B 1TB=21TB=21010GB=2GB=24040B B第8页/共76页第九页，共76页。2.2.2.2.存取时间和存取周期存取时间和存取周期存取时间和存取周期存取时间和存取周期(zhuq)(zhuq)(zhuq)(zhuq)存存取取时时间间又又称称存存储储器器访访问问时时间间。指指启启动动一一次次存存储储器器操操作作到到完完成成该该操操作作所所需需的的时间时间 tA。存存取取周周期期是是连连续续启启动动两两次次独独立立的的存存储储器器操操作作所所需需的的最最小小的的时时间间间间隔隔TC，一一般般TCtA。第9页/共76页第十页，共76页。3.3.3.3.可靠性可靠性可靠性可靠性可可靠靠性性指指存存储储器器对对电电磁磁场场及及温温度度等等变化的抗干扰能力。变化的抗干扰能力。4.4.4.4.功耗功耗功耗功耗功功耗耗低低的的存存储储系系统统可可以以减减少少对对电电源源容量的要求，同时提高可靠性。容量的要求，同时提高可靠性。第10页/共76页第十一页，共76页。5.25.2半导体存储器半导体存储器n n按制造(zhzo)工艺分类 晶体管晶体管晶体管晶体管-晶体管逻辑晶体管逻辑晶体管逻辑晶体管逻辑(lu j)(lu j)存储器存储器存储器存储器 TTL TTL 器件器件器件器件 场效应晶体管存储器场效应晶体管存储器场效应晶体管存储器场效应晶体管存储器 MOS MOS 器件器件器件器件 注：相对速度快、功耗注：相对速度快、功耗注：相对速度快、功耗注：相对速度快、功耗(n ho)(n ho)大、集成度低、价格高。大、集成度低、价格高。大、集成度低、价格高。大、集成度低、价格高。注：相对速度低、功耗小、集成度高、价格低。注：相对速度低、功耗小、集成度高、价格低。注：相对速度低、功耗小、集成度高、价格低。注：相对速度低、功耗小、集成度高、价格低。5.2.15.2.1半导体存储器的分类半导体存储器的分类半导体存储器的分类半导体存储器的分类第11页/共76页第十二页，共76页。uu按使用属性按使用属性按使用属性按使用属性(shxng)(shxng)分类分类分类分类 随机存取存储器随机存取存储器随机存取存储器随机存取存储器 RAM RAM（Random Acess MemoryRandom Acess Memory）仅读存储器仅读存储器仅读存储器仅读存储器 ROM ROM（Read Only MemoryRead Only Memory）注：易失性存储器，掉电丢失注：易失性存储器，掉电丢失注：易失性存储器，掉电丢失注：易失性存储器，掉电丢失(dis)(dis)数据数据数据数据注：非易失性存储器，掉电保持数据注：非易失性存储器，掉电保持数据注：非易失性存储器，掉电保持数据注：非易失性存储器，掉电保持数据第12页/共76页第十三页，共76页。半导体存储器只读存储器（ROM）随机存取存储器（RAM）掩膜式ROM一次性可编程ROM（PROM）可擦除可编程ROM（EPROM）电擦除可编程ROM（EEPROM）闪存（FLASH Memory)静态静态RAMRAM（SRAMSRAM）动态动态RAMRAM（DRAMDRAM）非易失非易失RAM(NVRAM)RAM(NVRAM)伪静态伪静态RAM(PSRAM)RAM(PSRAM)双口双口RAMRAM铁电存储器铁电存储器(FcRAM)(FcRAM)第13页/共76页第十四页，共76页。n n按连接(linji)方式分类 并行并行并行并行(bngxng)(bngxng)存储存储存储存储器芯片器芯片器芯片器芯片 串行存储器芯片串行存储器芯片串行存储器芯片串行存储器芯片 注：多位并行处理，相对注：多位并行处理，相对注：多位并行处理，相对注：多位并行处理，相对(xingdu)(xingdu)传送速度快。传送速度快。传送速度快。传送速度快。注：一位一位串行处理，相对传送速度慢。注：一位一位串行处理，相对传送速度慢。注：一位一位串行处理，相对传送速度慢。注：一位一位串行处理，相对传送速度慢。第14页/共76页第十五页，共76页。半导体存储器的组成半导体存储器的组成半导体存储器的组成半导体存储器的组成(z chn)(z chn)半半导体存体存储器由地址寄存器，器由地址寄存器，译码电路、存路、存储体、体、读读/写驱动器、数据寄存器、控制逻辑等写驱动器、数据寄存器、控制逻辑等6个部分组成。个部分组成。AB地地地地 址址址址 寄寄寄寄 存存存存 器器器器 MARMAR地地地地 址址址址 译译译译 码码码码 器器器器存存存存 储储储储 体体体体 MM读读读读 写写写写 驱驱驱驱 动动动动 器器器器数数数数 据据据据 寄寄寄寄 存存存存 器器器器 MDRMDRDB 控制逻辑控制逻辑控制逻辑控制逻辑启动启动片选片选读读/写写存储器的基本存储器的基本(jbn)(jbn)组成组成第15页/共76页第十六页，共76页。1.1.存储体存储体存储体存储体 基本存储电路是组成(z chn)存储器的基础和核心，它用于存放一位二进制信息“0”或“1”。若干基本存储电路（或称记忆单元）组成(z chn)一个存储单元，一个存储单元一般存储一个字节，即存放8位二进制信息，存储体是存储单元的集合体。2.2.译码驱动译码驱动译码驱动译码驱动(q dn)(q dn)电路电路电路电路 该电该电该电该电路路路路实际实际实际实际上包含上包含上包含上包含(bohn)(bohn)(bohn)(bohn)译码译码译码译码器和器和器和器和驱动驱动驱动驱动器两部分。器两部分。器两部分。器两部分。译码译码译码译码器的功能是器的功能是器的功能是器的功能是实现实现实现实现多多多多选选选选1 1 1 1，即，即，即，即对对对对于某一个于某一个于某一个于某一个输输输输入的地址入的地址入的地址入的地址码码码码，N N N N个个个个输输输输出出出出线线线线上有唯一上有唯一上有唯一上有唯一一个高一个高一个高一个高电电电电平（或低平（或低平（或低平（或低电电电电平）与之平）与之平）与之平）与之对应对应对应对应。第16页/共76页第十七页，共76页。译码器A5A4A3A2A1A06301存储单元64个单元行译码A2A1A0710列译码A3A4A501764个单元单译码双译码对存储体的译码有两种方式：对存储体的译码有两种方式：单译码结构：字线选择所有单元；单译码结构：字线选择所有单元；双译码结构：通过行列地址线来选择存储单元双译码结构：通过行列地址线来选择存储单元双译码可以减少选择线的数目，从而双译码可以减少选择线的数目，从而(cng r)(cng r)简化芯片简化芯片设计设计是主要采用的译码结构是主要采用的译码结构译码驱动译码驱动(q dn)电路电路第17页/共76页第十八页，共76页。译码驱动译码驱动(q dn)电路电路n n在上图中，存储单元的大小可以是一位，也可以是多位。如果在上图中，存储单元的大小可以是一位，也可以是多位。如果(rgu(rgu)是多位，则在具体应用时应将多位并起来。是多位，则在具体应用时应将多位并起来。单译码：16个4位的存储单元(cn ch dn yun)双译码：1024个存储单元第18页/共76页第十九页，共76页。3.3.地址地址地址地址(dzh)(dzh)寄存器寄存器寄存器寄存器 用于存放CPU访问存储单元(cn ch dn yun)的地址，经译码驱动后指向相应的存储单元(cn ch dn yun)。4.4.读读读读/写电路写电路写电路写电路(dinl)(dinl)包括包括包括包括读读出放大器、写入出放大器、写入出放大器、写入出放大器、写入电电路和路和路和路和读读/写控制电路，写控制电路，写控制电路，写控制电路，用以完成对被选中单元中各位的读出或写入操作。用以完成对被选中单元中各位的读出或写入操作。用以完成对被选中单元中各位的读出或写入操作。用以完成对被选中单元中各位的读出或写入操作。第19页/共76页第二十页，共76页。5.5.数据数据数据数据(shj)(shj)寄存器寄存器寄存器寄存器 用于用于用于用于暂时暂时暂时暂时存放从存存放从存存放从存存放从存储单储单储单储单元元元元(cn ch dn(cn ch dn(cn ch dn(cn ch dn yun)yun)yun)yun)读读读读出的数据，或从出的数据，或从出的数据，或从出的数据，或从CPUCPUCPUCPU或或或或I/OI/OI/OI/O端口送出的要写端口送出的要写端口送出的要写端口送出的要写入存入存入存入存储储储储器的数据。器的数据。器的数据。器的数据。6.6.控制控制控制控制(kngzh)(kngzh)逻逻逻逻辑辑辑辑 接收来自接收来自接收来自接收来自CPUCPU的启动、片选、读的启动、片选、读的启动、片选、读的启动、片选、读/写及清除命写及清除命写及清除命写及清除命令，经控制电路综合和处理后，产生一组时序信令，经控制电路综合和处理后，产生一组时序信令，经控制电路综合和处理后，产生一组时序信令，经控制电路综合和处理后，产生一组时序信号来控制存储器的读号来控制存储器的读号来控制存储器的读号来控制存储器的读/写操作。写操作。写操作。写操作。第20页/共76页第二十一页，共76页。1 1、六管静态存储、六管静态存储、六管静态存储、六管静态存储(cn ch)(cn ch)电路电路电路电路图图5.7为为6个个MOS管组成的管组成的双稳态电路双稳态电路。5.35.3读写存储器读写存储器RAMRAM基本存储基本存储基本存储基本存储(cn ch)(cn ch)电路电路电路电路第21页/共76页第二十二页，共76页。图图5.7 六管静六管静态态RAM基本基本(jbn)存存储电储电路路Y地址译码地址译码VccV7 I/OV8 I/OV3V4V5V2V6AV1BDiDiX地址译码地址译码图图中中V1V2V1V2是是工工作作管管，V3V4V3V4是是负负载载管管，V5V6V5V6是是控控制制(kngzh)(kngzh)管管，V7V8V7V8也也是是控控制制(kngzh)(kngzh)管管，它它们们为为同同一一列列线线上上的的存存储储单单元共用。元共用。第22页/共76页第二十三页，共76页。特点：特点：(1)不需要刷新，简化外围电路。不需要刷新，简化外围电路。(2)内部管子较多，功耗大，集成度低。内部管子较多，功耗大，集成度低。第23页/共76页第二十四页，共76页。刷新放大器刷新放大器数据数据I/O线线T1CS行选择信行选择信号号单管单管DRAM基本存储元电路基本存储元电路T2列选择列选择 信号信号图图图图5.85.85.85.8为单管动态为单管动态为单管动态为单管动态RAMRAMRAMRAM的基本存储的基本存储的基本存储的基本存储(cn ch)(cn ch)(cn ch)(cn ch)电路，由电路，由电路，由电路，由MOSMOSMOSMOS晶体管和一个电容晶体管和一个电容晶体管和一个电容晶体管和一个电容CSCSCSCS组成。组成。组成。组成。2 2、单管存储、单管存储、单管存储、单管存储(cn ch)(cn ch)电路电路电路电路第24页/共76页第二十五页，共76页。特点：特点：(1)每每次次读读出出后后，内内容容被被破破坏坏，要要采采取取恢恢复复措施，即需要刷新，外围电路复杂。措施，即需要刷新，外围电路复杂。(2)集成度高，功耗低。集成度高，功耗低。第25页/共76页第二十六页，共76页。典型的静态典型的静态RAM芯片芯片 不不同同的的静静态态(jngti)RAM(jngti)RAM的的内内部部结结构构基基本本相相同同，只只是是在在不不同同容容量量时时其其存存储储体体的的矩矩阵阵排排列列结结构构不不同同。典典型型的的静静态态(jngti)RAM(jngti)RAM芯芯片片如如Intel Intel 61166116（2K82K8位位），62646264（8K88K8位位），6212862128（16K816K8位位）和和6225662256（32K832K8位）等。位）等。图图5.95.9为为SRAM SRAM 62646264芯芯片片的的引引脚脚图图，其其容容量量为为8K88K8位位，即即共共有有8K8K（213213）个个单单元元，每每单单元元8 8位位。因因此此，共共需需地地址址线线1313条条，即即A12A0A12A0；数数据据线线8 8条条即即I/O8I/O1I/O8I/O1、WEWE、OEOE、CE1CE1、CE2CE2的的共共同同作作用用决决定定了了SRAM SRAM 62646264的的操操作方式，如表作方式，如表5.25.2所示。所示。第26页/共76页第二十七页，共76页。1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1428 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 156264 NC A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11 A12I/O1 I/O2 I/O3GNDVCCWE CE2 A3 A2 A1 OE A0 CE1 I/O8 I/O7 I/O6 I/O5 I/O4 表表5.2 62645.2 6264的操作的操作(cozu)(cozu)方式方式I/O1 I/O8IN写写 0100IN写写 1100OUT读读 0101高阻高阻输出禁输出禁止止1101高阻高阻未选中未选中0高阻高阻未选中未选中1I/O1 I/O8方式方式 WE CE1CE2OE 图图5.9 SRAM 6264引脚图引脚图第27页/共76页第二十八页，共76页。典型的动态典型的动态RAM芯片芯片 一一一一种种种种典典典典型型型型的的的的DRAMDRAM如如如如Intel Intel 21642164。21642164是是是是64K164K1位位位位的的的的DRAMDRAM芯芯芯芯片片片片(xn(xn pin)pin)，片片片片内内内内含含含含有有有有64K64K个个个个存存存存储储储储单单单单元元元元，所所所所以以以以，需需需需要要要要1616位位位位地地地地址址址址线线线线寻寻寻寻址址址址。为为为为了了了了减减减减少少少少地地地地址址址址线线线线引引引引脚脚脚脚数数数数目目目目，采采采采用用用用行行行行和和和和列列列列两两两两部部部部分分分分地地地地址址址址线线线线各各各各8 8条条条条，内内内内部部部部设设设设有有有有行行行行、列列列列地地地地址址址址锁锁锁锁存存存存器器器器。利利利利用用用用外外外外接接接接多多多多路路路路开开开开关关关关，先先先先由由由由行行行行选选选选通通通通信信信信号号号号RASRAS选选选选通通通通8 8位位位位行行行行地地地地址址址址并并并并锁锁锁锁存存存存。随随随随后后后后由由由由列列列列选选选选通通通通信信信信号号号号CASCAS选选选选通通通通8 8位位位位列列列列地地地地址址址址并并并并锁锁锁锁存存存存，1616位地址可位地址可位地址可位地址可选选选选中中中中64K64K存存存存储单储单储单储单元中的任何一个元中的任何一个元中的任何一个元中的任何一个单单单单元。元。元。元。第28页/共76页第二十九页，共76页。图图5.10 Intel 2164 DRAM芯片芯片(xn pin)引脚引脚图图GNDDin A7 A5 A4 A3 A6 Dout VCCA0 A1 A2 NC21641 16 WERASCASA0A7：地址输入：地址输入 CAS：列地址选通：列地址选通 RAS：行地址选通：行地址选通 WE：写允许：写允许 Din：数据输入：数据输入 Dout：数据输出数据输出 Vcc：电源：电源 GND：地：地 第29页/共76页第三十页，共76页。ROM ROM ROM主要由主要由主要由主要由主要由主要由地址译码器地址译码器地址译码器地址译码器地址译码器地址译码器、存储矩存储矩存储矩存储矩存储矩存储矩阵阵阵阵阵阵、控制逻辑控制逻辑控制逻辑控制逻辑控制逻辑控制逻辑和和和和和和输出电路输出电路输出电路输出电路输出电路输出电路四部分组成四部分组成四部分组成四部分组成四部分组成四部分组成与与与与与与RAMRAMRAM不同之处是不同之处是不同之处是不同之处是不同之处是不同之处是ROMROMROM在使用时只在使用时只在使用时只在使用时只在使用时只在使用时只能读出，不能随机写入。能读出，不能随机写入。能读出，不能随机写入。能读出，不能随机写入。能读出，不能随机写入。能读出，不能随机写入。5.4 5.4 只读存储器只读存储器ROMROM基本基本基本基本(jbn)(jbn)存储电路存储电路存储电路存储电路第30页/共76页第三十一页，共76页。掩膜掩膜掩膜掩膜ROMROM特点：特点：(1)器件制造厂在制造时编制程序器件制造厂在制造时编制程序,用用户不能修改。户不能修改。(2)用于产品批量生产。用于产品批量生产。(3)可由二极管和三极管电路组成。可由二极管和三极管电路组成。第31页/共76页第三十二页，共76页。1.1.1.1.字译码结构字译码结构字译码结构字译码结构(jigu)(jigu)(jigu)(jigu)图图图图5.115.11为为为为三极管构成的三极管构成的三极管构成的三极管构成的4444位的存位的存位的存位的存储储储储矩矩矩矩阵阵阵阵，地址地址地址地址(dzh)(dzh)译码译码译码译码采用采用采用采用单译码单译码单译码单译码方式，它通方式，它通方式，它通方式，它通过对过对过对过对所所所所选选选选定的某字定的某字定的某字定的某字线线线线置成低置成低置成低置成低电电电电平来平来平来平来选择读选择读选择读选择读取的字。位取的字。位取的字。位取的字。位于矩于矩于矩于矩阵阵阵阵交叉点并与位交叉点并与位交叉点并与位交叉点并与位线线线线和被和被和被和被选选选选字字字字线线线线相相相相连连连连的三极的三极的三极的三极管管管管导导导导通，使通，使通，使通，使该该该该位位位位线线线线上上上上输输输输出出出出电电电电位位位位为为为为低低低低电电电电平，平，平，平，结结结结果果果果输输输输出出出出为为为为“0”“0”，否，否，否，否则为则为则为则为“1”“1”。第32页/共76页第三十三页，共76页。用用MOS三极管取代二极管便构成三极管取代二极管便构成(guchng)了了MOS ROM阵列阵列字线字线1 字线字线2 字线字线3 字线字线4字字地地址址译译码码器器VDDD4 D3 D2 D1A1A000 01 10 11位线位线4位线位线3位线位线2位线位线14 3 2 1位位字字1 2 3 40 0 1 01 1 0 11 1 1 00 1 0 0D4 D3 D2 D1MOS管管ROM阵阵列列(zhn li)第33页/共76页第三十四页，共76页。特点：存储的信息不是特点：存储的信息不是特点：存储的信息不是特点：存储的信息不是特点：存储的信息不是特点：存储的信息不是(b shi)(b shi)(b shi)易失易失易失易失易失易失的，即当电源掉电后又上电时，存的，即当电源掉电后又上电时，存的，即当电源掉电后又上电时，存的，即当电源掉电后又上电时，存的，即当电源掉电后又上电时，存的，即当电源掉电后又上电时，存储信息是不变的储信息是不变的储信息是不变的储信息是不变的储信息是不变的储信息是不变的第34页/共76页第三十五页，共76页。二、可编程二、可编程二、可编程二、可编程ROM(PROM)ROM(PROM)可可可可可可编编编编编编程程程程程程ROMROMROMROMROMROM（PROMPROMPROMPROMPROMPROM）是是是是是是一一一一一一种种种种种种允允允允允允许许许许许许用用用用用用户户户户户户编编编编编编程程程程程程一一一一一一次次次次次次的的的的的的ROMROMROMROMROMROM，其其其其其其存存存存存存储储储储储储单单单单单单元元元元元元通通通通通通常常常常常常用用用用用用二二二二二二极极极极极极管管管管管管或或或或或或三三三三三三极极极极极极管管管管管管实实实实实实现现现现现现。图图图图图图5-125-125-125-125-125-12所所所所所所示示示示示示存存存存存存储储储储储储单单单单单单元元元元元元为为为为为为双双双双双双极极极极极极型型型型型型三三三三三三极极极极极极管管管管管管，其其其其其其发发发发发发射射射射射射极极极极极极串串串串串串接接接接接接了了了了了了一一一一一一个个个个个个可可可可可可熔熔熔熔熔熔金金金金金金属属属属属属丝丝丝丝丝丝，出出出出出出厂厂厂厂厂厂时时时时时时，所所所所所所有有有有有有存存存存存存储储储储储储单单单单单单元元元元元元的的的的的的熔熔熔熔熔熔丝丝丝丝丝丝都都都都都都是是是是是是完完完完完完好好好好好好的的的的的的。编编编编编编程程程程程程时时时时时时，通通通通通通过过过过过过字字字字字字线线线线线线选选选选选选中中中中中中某某某某某某个个个个个个晶晶晶晶晶晶体体体体体体管管管管管管。若若若若若若准准准准准准备备备备备备写写写写写写入入入入入入1 1 1 11 1，则则则则则则向向向向向向位位位位位位线线线线线线送送送送送送高高高高高高电电电电电电平平平平平平，此此此此此此时时时时时时管管管管管管子子子子子子截截截截截截止止止止止止，熔熔熔熔熔熔丝丝丝丝丝丝将将将将将将被被被被被被保保保保保保留留留留留留；若若若若若若准准准准准准备备备备备备写写写写写写入入入入入入0 0 0 00 0，则则则则则则向向向向向向位位位位位位线线线线线线送送送送送送低低低低低低电电电电电电平平平平平平，此此此此此此时时时时时时管管管管管管子子子子子子导导导导导导通通通通通通，控控控控控控制制制制制制电电电电电电流流流流流流(dinli)(dinli)(dinli)(dinli)(dinli)(dinli)使使使使使使熔熔熔熔熔熔丝烧丝烧丝烧丝烧丝烧丝烧断，不可能再恢复，故只能断，不可能再恢复，故只能断，不可能再恢复，故只能断，不可能再恢复，故只能断，不可能再恢复，故只能断，不可能再恢复，故只能进进进进进进行一次行一次行一次行一次行一次行一次编编编编编编程。程。程。程。程。程。第35页/共76页第三十六页，共76页。图5-12 熔丝式PROM的基本(jbn)存储结构第36页/共76页第三十七页，共76页。制制造造时时每每一一单单元元都都由由熔熔丝丝接接通通，则则存存储储(cn(cn ch)ch)的的都都是是0 0信信息息。用用户户可可根根据据程程序序需需要要，利利用用编编程程写写入入器器对对选选中中的的基基本本存存储储(cn(cn ch)ch)电电路路通通以以20-50mA20-50mA电电流，将熔流，将熔丝烧丝烧断，断，则该单则该单元存元存储储(cn ch)(cn ch)信息信息1 1。第37页/共76页第三十八页，共76页。特点：特点：(1)出厂时里面没有信息。出厂时里面没有信息。(2)用户根据自己需要对其进行设置用户根据自己需要对其进行设置(编程编程)。(3)只能使用一次，一旦进行了编程不能擦只能使用一次，一旦进行了编程不能擦除片内信息。除片内信息。第38页/共76页第三十九页，共76页。三、可擦除、可编程三、可擦除、可编程三、可擦除、可编程三、可擦除、可编程ROMROM（EPROMEPROM）在在在在在在实实实实实实际际际际际际工工工工工工作作作作作作中中中中中中，一一一一一一个个个个个个新新新新新新设设设设设设计计计计计计的的的的的的程程程程程程序序序序序序往往往往往往往往往往往往需需需需需需要要要要要要经经经经经经历历历历历历调调调调调调试试试试试试、修修修修修修改改改改改改(xigi)(xigi)(xigi)(xigi)(xigi)(xigi)过过过过过过程程程程程程，如如如如如如果果果果果果将将将将将将这这这这这这个个个个个个程程程程程程序序序序序序写写写写写写在在在在在在ROMROMROMROMROMROM和和和和和和PROMPROMPROMPROMPROMPROM中中中中中中，就就就就就就很很很很很很不方便了。不方便了。不方便了。不方便了。不方便了。不方便了。EPROMEPROMEPROMEPROMEPROMEPROM是一种可以多次是一种可以多次是一种可以多次是一种可以多次是一种可以多次是一种可以多次进进进进进进行擦除和重写的行擦除和重写的行擦除和重写的行擦除和重写的行擦除和重写的行擦除和重写的ROMROMROMROMROMROM。第39页/共76页第四十页，共76页。n n可擦除可编程可擦除可编程 EPROM 基本存储单元基本存储单元基本存储单元基本存储单元(cn ch dn yun)(cn ch dn yun)位存储原理位存储原理位存储原理位存储原理 由浮栅雪崩由浮栅雪崩由浮栅雪崩由浮栅雪崩(xubng)(xubng)注入注入注入注入 MOS MOS 管构成管构成管构成管构成初始浮栅未注入初始浮栅未注入初始浮栅未注入初始浮栅未注入(zh r)(zh r)电子，位存储电子，位存储电子，位存储电子，位存储“1”“1”编程使浮栅注入编程使浮栅注入编程使浮栅注入编程使浮栅注入(zh r)(zh r)电子，位存储电子，位存储电子，位存储电子，位存储“0”“0”光照使浮栅电子消失，位存储光照使浮栅电子消失，位存储光照使浮栅电子消失，位存储光照使浮栅电子消失，位存储“1”“1”第40页/共76页第四十一页，共76页。EPROMEPROM的基本的基本的基本的基本(jbn)(jbn)存存存存储电储电储电储电路和路和路和路和FAMOSFAMOS结结结结构构构构P PP PS SDD SIO SIO22 SIO SIO22+NN基底基底基底基底源极源极源极源极漏极漏极漏极漏极多晶硅浮置多晶硅浮置多晶硅浮置多晶硅浮置栅栅栅栅字选线字选线浮浮置置栅栅 场场效效应应管管位位线线(a)EPROM(a)EPROM的基本的基本的基本的基本(jbn)(jbn)存存存存储结储结储结储结构构构构(b)(b)浮置浮置浮置浮置栅栅栅栅雪崩雪崩雪崩雪崩(xubng)(xubng)注入型注入型注入型注入型场场场场效效效效应应应应管管管管结结结结构构构构第41页/共76页第四十二页，共76页。特点：特点：(1)可以多次修改擦除。可以多次修改擦除。(2)EPROM通过紫外线光源擦除通过紫外线光源擦除(编程后，编程后，窗口应贴上不透光胶纸窗口应贴上不透光胶纸)。第42页/共76页第四十三页，共76页。典型的典型的EPROM芯片芯片 常常 用用(chn(chn yn)yn)的的 典典 型型 EPROMEPROM芯芯 片片 有有：27162716（2K82K8）、27322732（4K84K8）、27642764（8K88K8）、2712827128（16K816K8）、2725627256（32K832K8）、2751227512（64K864K8）等。）等。第43页/共76页第四十四页，共76页。EPROMEPROM芯片芯片芯片芯片(xn pin)2716(xn pin)2716n n存储容量为存储容量为2K82K8n n2424个引脚：个引脚：n n1111根地址根地址(dzh)(dzh)线线A10A10A0A0n n8 8根数据线根数据线DO7DO7DO0DO0n n片选片选/编程编程CE*/PGMCE*/PGMn n读写读写OE*OE*n n编程电压编程电压VPPVPP功能功能(gngnn(gngnng)g)VDDA8A9VPPOE*A10CE*/PGMDO7DO6DO5DO4DO3123456789101112242322212019181716151413A7A6A5A4A3A2A1A0DO0DO1DO2Vss第44页/共76页第四十五页，共76页。Intel-27128芯芯片片(xn pin)是是一一块块16K8bit的的EPROM芯片芯片(xn pin)，如，如图图所示：所示：允许输出和允许输出和片选逻辑片选逻辑CEA0A13 Y译码译码X译码译码 输出缓冲输出缓冲 Y门门16K 8位位存储矩阵存储矩阵 OE数据输出数据输出.PGM 27128结结构构(jigu)框框图图第45页/共76页第四十六页，共76页。VCCPGM A13 A8 A9 A11 OE A10 CE D7 D6 D5 D4 D3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1428 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 1527128VPP A12 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0D0 D1 D2GND封装及引脚封装及引脚27128封装图封装图 A0A13 地址输入，地址输入，214=16K D0D7 双向数据线双向数据线 VPP 编程电压输入端编程电压输入端 OE 输出允许信号输出允许信号 CE 片选信号片选信号 PGM 编程脉冲输入端，读数据编程脉冲输入端，读数据 时，时，PGM=1第46页/共76页第四十七页，共76页。操作方式操作方式读读输出禁止输出禁止备用备用(功率下降功率下降)编程禁止编程禁止编程编程Intel 编程编程校验校验Intel 标识符标识符CEOEPGMA9VppVcc输输出出L L H H L L L LL H X X H H L LH H X X L L H HX X X X X X X HVcc Vcc Vcc Vcc Vcc Vcc Vcc VccVcc Vcc Vcc Vpp Vpp Vpp Vpp VccDOUT 高阻高阻 高阻高阻 高阻高阻 DIN DIN DOUT 编码编码27128操作操作(cozu)方式方式第47页/共76页第四十八页，共76页。基本存储单元基本存储单元基本存储单元基本存储单元(cn ch dn yun)(cn ch dn yun)位存储原理位存储原理位存储原理位存储原理 189189页图页图页图页图5-175-17由控制栅隧道效应由控制栅隧道效应由控制栅隧道效应由控制栅隧道效应(xioyng)MOS(xioyng)MOS 管构成管构成管构成管构成初始电子未注入浮栅，位存储初始电子未注入浮栅，位存储初始电子未注入浮栅，位存储初始电子未注入浮栅，位存储(cn ch)“1”(cn ch)“1”编程使电子经隧道注入浮栅，位存储编程使电子经隧道注入浮栅，位存储编程使电子经隧道注入浮栅，位存储编程使电子经隧道注入浮栅，位存储(cn ch)“0”(cn ch)“0”编程使电子从浮栅泄放，位存储编程使电子从浮栅泄放，位存储编程使电子从浮栅泄放，位存储编程使电子从浮栅泄放，位存储(cn ch)“1”(cn ch)“1”注：可多次电擦多次电写注：可多次电擦多次电写注：可多次电擦多次电写注：可多次电擦多次电写 电可擦除的可编程电可擦除的可编程电可擦除的可编程电可擦除的可编程ROMROM（EEPROMEEPROM）第48页/共76页第四十九页，共76页。Flash：闪存与EEPROM的区别：容量大与RAM的区别：寿命较短，编程较慢发展(fzhn)速度惊人，目前单片容量已达几Gb广泛应用于计算机技术的各个领域 第49页/共76页第五十页，共76页。本节要解决两个问题：本节要解决两个问题：一个是如何用容量较小、字长较短的芯片，组成一个是如何用容量较小、字长较短的芯片，组成(z chn)(z chn)微机系微机系统所需的存储器；统所需的存储器；另一个是存储器与的连接方法与应注意的问题。另一个是存储器与的连接方法与应注意的问题。5.4存储器与存储器与CPU的接口技术的接口技术第50页/共76页第五十一页，共76页。用位或位的存储器芯片构成位的存储器，可采用位并用位或位的存储器芯片构成位的存储器，可采用位并联的方法。例如，可以用片联的方法。例如，可以用片位的芯片组成容量为位的芯片组成容量为位的存储器。这时，各芯片的数据线分别接到数据总线的各位的存储器。这时，各芯片的数据线分别接到数据总线的各位，而地址线的相应位及各控制线，则并联在一起。或用片位，而地址线的相应位及各控制线，则并联在一起。或用片位的芯片，组成位的芯片，组成位的存储器的情况位的存储器的情况(qngkung)(qngkung)。这时，一片芯片的数据线接数据总线的低这时，一片芯片的数据线接数据总线的低4 4位，另一片芯片的数据位，另一片芯片的数据线则接数据总线的高线则接数据总线的高4 4位。而两片芯片的地址线及控制线则分别并位。而两片芯片