第四章 存储系统优秀PPT.ppt

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1、第四章第四章 存储系统存储系统第一页，本课件共有57页第四章第四章 存储系统存储系统 4.14.1概述（存储器分类及性能指标概述（存储器分类及性能指标 ）4.24.2半导体存储器半导体存储器 4.34.3内存储器系统设计内存储器系统设计 第二页，本课件共有57页 存储器是微型计算机系统中用来存放存储器是微型计算机系统中用来存放程序和数程序和数据的基本单元或设备。据的基本单元或设备。存储器容量愈大，能存放的信息存储器容量愈大，能存放的信息存储器容量愈大，能存放的信息存储器容量愈大，能存放的信息就愈多，计算机的能力就愈强。就愈多，计算机的能力就愈强。就愈多，计算机的能力就愈强。就愈多，计算机的能力

2、就愈强。存储器作为计算机系统的重要组成部分，随着更好的存储器作为计算机系统的重要组成部分，随着更好的存储器作为计算机系统的重要组成部分，随着更好的存储器作为计算机系统的重要组成部分，随着更好的存储载体材料的发现及生产工艺的不断改进，存储载体材料的发现及生产工艺的不断改进，存储载体材料的发现及生产工艺的不断改进，存储载体材料的发现及生产工艺的不断改进，争取更大的争取更大的争取更大的争取更大的存储容量、获得更快的存取速度、减小存储器载体的体存储容量、获得更快的存取速度、减小存储器载体的体存储容量、获得更快的存取速度、减小存储器载体的体存储容量、获得更快的存取速度、减小存储器载体的体积以及降低单位存

3、储容量性价比等积以及降低单位存储容量性价比等积以及降低单位存储容量性价比等积以及降低单位存储容量性价比等方面都获得快速的方面都获得快速的方面都获得快速的方面都获得快速的发展。发展。发展。发展。第三页，本课件共有57页1.1.要求：要求：微机系统对存储器的要求是微机系统对存储器的要求是微机系统对存储器的要求是微机系统对存储器的要求是容量大、速度快、成容量大、速度快、成本低本低，但这三者在同一个存储器中不可兼得。但这三者在同一个存储器中不可兼得。但这三者在同一个存储器中不可兼得。但这三者在同一个存储器中不可兼得。2.2.解决：解决：采用分级存储器结构，通常将存储器分为采用分级存储器结构，通常将存储

4、器分为采用分级存储器结构，通常将存储器分为采用分级存储器结构，通常将存储器分为CPUCPUCPUCPU寄存寄存寄存寄存器、高速缓冲存储器、主存储器和外存存储器器、高速缓冲存储器、主存储器和外存存储器器、高速缓冲存储器、主存储器和外存存储器器、高速缓冲存储器、主存储器和外存存储器四级。四级。四级。四级。第四页，本课件共有57页微机系统中存储器的配置微机系统中存储器的配置第五页，本课件共有57页4.1.1 4.1.1 存储器分类及性能指标存储器分类及性能指标一、一、存储器分类存储器分类1.1.按所处位置及功能分类按所处位置及功能分类u内存储器内存储器内存储器内存储器 半导体存储器半导体存储器半导体

5、存储器半导体存储器uu外存储器外存储器外存储器外存储器 磁存储器和光存储器磁存储器和光存储器 总线总线CPUCPU内存内存内存内存外存外存外存外存第六页，本课件共有57页2.2.按存储载体材料分类按存储载体材料分类uu半导体材料半导体材料半导体材料半导体材料 半导体存储器：半导体存储器：半导体存储器：半导体存储器：TTLTTLTTLTTL型、型、MOSMOSMOSMOS型、型、型、型、ECLECLECLECL型、型、型、型、I I I I2 2 2 2L L L L型等；型等；型等；型等；uu磁性材料磁性材料磁性材料磁性材料 磁带存储器、软磁盘存储器和硬磁盘存磁带存储器、软磁盘存储器和硬磁盘存

6、储器等；储器等；u光介质材料光介质材料光介质材料光介质材料 CD-ROM CD-ROM CD-ROM CD-ROM、DVDDVDDVDDVD等。等。等。等。3.3.按存储器的功能来分类按存储器的功能来分类 按存储器与按存储器与按存储器与按存储器与CPUCPUCPUCPU的关系分类的关系分类 控制存储器控制存储器CM CM CM CM、主存储器、主存储器、主存储器、主存储器MM MM MM MM、高速缓冲存储器、高速缓冲存储器、高速缓冲存储器、高速缓冲存储器Cache Cache Cache Cache、外存储器、外存储器、外存储器、外存储器EM EM；第七页，本课件共有57页按数据存储单元的寻

7、址方式分类按数据存储单元的寻址方式分类按数据存储单元的寻址方式分类按数据存储单元的寻址方式分类 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 RAM RAM、顺序存取存储器、顺序存取存储器、顺序存取存储器、顺序存取存储器SAM SAM SAM SAM、直接存取、直接存取、直接存取、直接存取存储器存储器存储器存储器DAM DAM DAM DAM；按半导体器件原理分类按半导体器件原理分类按半导体器件原理分类按半导体器件原理分类 晶体管逻辑存储器晶体管逻辑存储器TTL TTL TTL TTL、发射极耦合存储器、发射极耦合存储器ECL ECL ECL ECL、单极性器件存储器

8、单极性器件存储器MOSMOSMOSMOS；按存储原理分类按存储原理分类按存储原理分类按存储原理分类 随机存取存储器随机存取存储器RAM RAM RAM RAM、只读存储器、只读存储器ROMROM；按数据传送方式分类按数据传送方式分类按数据传送方式分类按数据传送方式分类 并行存储器并行存储器PMPMPMPM、串行存储器、串行存储器、串行存储器、串行存储器SMSMSMSM；第八页，本课件共有57页存储器的分类及选用存储器的分类及选用按按存存存存储储储储介介质质质质分分分分类类类类半导体半导体存储器存储器磁介质存储器磁介质存储器光存储器光存储器Multi-SRAMNV-SRAMFIFOCache双极

9、型：存取速度快，但集成度低，一般用于大双极型：存取速度快，但集成度低，一般用于大 型计算机或高速微机中；型计算机或高速微机中；MOS型型掩膜掩膜ROM一次性可编程一次性可编程PROM紫外线可擦除紫外线可擦除EPROM电可擦除电可擦除E2PROM可编程只读存储器可编程只读存储器FLASH读写读写存储器存储器RAM只读只读存储器存储器ROM（按读（按读写功能写功能分类分类)（按器（按器件原理件原理分类）分类）静态静态SRAM动态动态DRAM：集成度高但存取速度较低集成度高但存取速度较低 一般用于需要较大容量的场合。一般用于需要较大容量的场合。速度较快，集成速度较快，集成度较低，一般用度较低，一般用

10、于对速度要求高、于对速度要求高、而容量不大的场而容量不大的场合。合。(按存储原按存储原理分类理分类)第九页，本课件共有57页4.1.24.1.2（半导体）存储器的主要性能指标（半导体）存储器的主要性能指标 衡量半导体存储器性能的主要指标有衡量半导体存储器性能的主要指标有存储容存储容量、存取时间、功耗、工作电源和价格量、存取时间、功耗、工作电源和价格。1.1.存储容量存储容量 存储容量是指存储器所存储容量是指存储器所能存储二进制数码的数量能存储二进制数码的数量能存储二进制数码的数量能存储二进制数码的数量，即所含存储元的总数。即所含存储元的总数。注意存储器的容量以注意存储器的容量以注意存储器的容量

11、以注意存储器的容量以字节字节字节字节为单为单位，而存储芯片的容量以位，而存储芯片的容量以位位位位为单位。为单位。第十页，本课件共有57页用用“M”表示表示“1024 K”，即，即 1 M=1024 K=210 K=220。存储容量及其表示存储容量及其表示 指存储器中存储单元的数量 例如，一个例如，一个 32 8 的的 ROM，表示它有，表示它有 32 个字，个字，字长为字长为 8 位，存储容量是位，存储容量是 32 8=256。对于大容量的对于大容量的 ROM常用常用“K”表示表示“1024”，即，即 1 K=1024=210 ；例如，一个例如，一个 64 K 8 的的 ROM，表示它有，表示

12、它有 64 K 个字，个字，字长为字长为 8 位，存储容量是位，存储容量是 64 K 8=512 K。一般用“字数 字长(即位数)”表示第十一页，本课件共有57页 2.2.2.2.存取时间存取时间存取时间存取时间 存取时间是存取时间是存取时间是存取时间是指指指指向存储器单元写入数据及从存储器单元读出数据所需的向存储器单元写入数据及从存储器单元读出数据所需的向存储器单元写入数据及从存储器单元读出数据所需的向存储器单元写入数据及从存储器单元读出数据所需的时间时间时间时间，有时又称为有时又称为有时又称为有时又称为读写周期读写周期读写周期读写周期。3.3.3.3.功耗功耗功耗功耗 功耗是存储器的重要指

13、标，不仅表示存储器芯片的功耗，还确定了计算机系统功耗是存储器的重要指标，不仅表示存储器芯片的功耗，还确定了计算机系统功耗是存储器的重要指标，不仅表示存储器芯片的功耗，还确定了计算机系统功耗是存储器的重要指标，不仅表示存储器芯片的功耗，还确定了计算机系统中的散热问题。功耗通常是指每个存储元消耗功率的大小，单位为微瓦中的散热问题。功耗通常是指每个存储元消耗功率的大小，单位为微瓦中的散热问题。功耗通常是指每个存储元消耗功率的大小，单位为微瓦中的散热问题。功耗通常是指每个存储元消耗功率的大小，单位为微瓦/位位位位（W/W/W/W/位）或者毫瓦位）或者毫瓦位）或者毫瓦位）或者毫瓦/位（位（位（位（mW/

14、mW/mW/mW/位）。位）。位）。位）。4.4.4.4.工作电源工作电源工作电源工作电源 5.5.5.5.价格价格价格价格 价格包含两部分内容，单位存储单元价格和存储芯片所需外围电路的价格。价格包含两部分内容，单位存储单元价格和存储芯片所需外围电路的价格。价格包含两部分内容，单位存储单元价格和存储芯片所需外围电路的价格。价格包含两部分内容，单位存储单元价格和存储芯片所需外围电路的价格。第十二页，本课件共有57页4.1.3存储器的基本结构存储器的基本结构 地址译码器存储矩阵数据缓冲器012n-101m控制逻辑CSR/Wn位地址m位数据存储芯片组成示意图存储芯片组成示意图第十三页，本课件共有57

15、页qq地址译码器：（地址译码器：（地址译码器：（地址译码器：（4.3.3)4.3.3)4.3.3)4.3.3)从从从从 ROM ROM 中读出哪个字由接收来自中读出哪个字由接收来自中读出哪个字由接收来自中读出哪个字由接收来自CPUCPU的的的的n n位地址码决定位地址码决定位地址码决定位地址码决定,经译码经译码经译码经译码后产生后产生后产生后产生2n2n个地址选择信号，实现对片内存储单元的选址。个地址选择信号，实现对片内存储单元的选址。个地址选择信号，实现对片内存储单元的选址。个地址选择信号，实现对片内存储单元的选址。地址。地址。地址。地址译码器的作用是：根据输入地址码选中相应的字线，使该字内

16、容通译码器的作用是：根据输入地址码选中相应的字线，使该字内容通译码器的作用是：根据输入地址码选中相应的字线，使该字内容通译码器的作用是：根据输入地址码选中相应的字线，使该字内容通过位线输出。过位线输出。过位线输出。过位线输出。例如，某 ROM 有 4 位地址码，则可选择 24=16 个字。设输入地址码为 1010，则字线 W10 被选中，该 字内容通过位线输出。第十四页，本课件共有57页 又称单译码编址方式或单地址寻址方式D1D7地地址址译译码码器器0,01,031,031,10,11,1A0A1A431,70,71,7W0W1W31D0单地址译码方式 32 8 存储器的结构图单地址译码方式单

17、地址译码方式一个 n 位地址码的 ROM 有 2n 个字，对应 2n 根字线，选中字线 Wi 就选中了该字的所有位。32 8 存储矩阵排成存储矩阵排成 32 行行 8 列，每一行对应一个字，每一列对列，每一行对应一个字，每一列对应应 32 个字的同一位。个字的同一位。32 个字需要个字需要 5 根地址输入线。当根地址输入线。当 A4 A0 给出一给出一个地址信号时，便可选中相应字的所有存储单元。个地址信号时，便可选中相应字的所有存储单元。例如，当例如，当 A4 A0=00000 时，选中字线时，选中字线 W0，可将，可将(0，0)(0，7)这这 8 个基本存储单元的内容同时读出。个基本存储单元

18、的内容同时读出。基本单元为 存储单元第十五页，本课件共有57页A5A7行行地地址址译译码码器器W0W1W15W31W16W17A0A1A3W255W240W241X0X1X15A4双地址译码方式 256 字存储器的结构图A2列列地地址译码器址译码器A6Y1Y15Y0又称双译码编址方式或双地址寻址方式地址码分成行地址码和列地址码两组地址码分成行地址码和列地址码两组2.双地址译码方式双地址译码方式基本单元为字单元例如例如 当当 A7 A0=00001111 时，时，X15 和和 Y0 地址线均地址线均 为高电平，字为高电平，字W15 被选中，其存储内容被读出。被选中，其存储内容被读出。若采用单地址

19、译码方式，则需若采用单地址译码方式，则需 256 根内部地址线。根内部地址线。256 字存储器需要字存储器需要 8 根地址线，分为根地址线，分为 A7 A4 和和 A3 A0 两组。两组。A3 A0 送入行地址译码器，产生送入行地址译码器，产生 16 根行地址线根行地址线(Xi)；A7 A4 送入列送入列地址译码器，产生地址译码器，产生 16 根列地址线根列地址线(Yi)。存储矩阵中的某个字能。存储矩阵中的某个字能否被选中，由行、列地址线共同决定。否被选中，由行、列地址线共同决定。第十六页，本课件共有57页q控制逻辑电路：控制逻辑电路：接收片选信号接收片选信号接收片选信号接收片选信号CSCSC

20、SCS及来自及来自及来自及来自CPUCPUCPUCPU的读的读的读的读/写控制信号，形成芯片内部控写控制信号，形成芯片内部控写控制信号，形成芯片内部控写控制信号，形成芯片内部控制信号，控制数据的读出和写入。制信号，控制数据的读出和写入。制信号，控制数据的读出和写入。制信号，控制数据的读出和写入。q数据缓冲器：数据缓冲器：寄存来自寄存来自寄存来自寄存来自CPUCPUCPUCPU的写入数据或从存储体内读出的数据。的写入数据或从存储体内读出的数据。的写入数据或从存储体内读出的数据。的写入数据或从存储体内读出的数据。qq存储体：存储体：存储体：存储体：存储体是存储芯片的主体，由基本存储元按照一定的排列

21、规律存储体是存储芯片的主体，由基本存储元按照一定的排列规律存储体是存储芯片的主体，由基本存储元按照一定的排列规律存储体是存储芯片的主体，由基本存储元按照一定的排列规律构成。构成。构成。构成。第十七页，本课件共有57页4 4 4 4 存储矩阵结构示意图存储矩阵结构示意图 W3W2W1W0D3 D2 D1 D0字线位线字线与位线的交叉字线与位线的交叉字线与位线的交叉字线与位线的交叉点即为存储单元。点即为存储单元。点即为存储单元。点即为存储单元。每个存储单元可以每个存储单元可以每个存储单元可以每个存储单元可以存储存储存储存储 1 1 位二进制数。位二进制数。位二进制数。位二进制数。交叉处的圆点交叉处

22、的圆点交叉处的圆点交叉处的圆点 “”表示存储表示存储表示存储表示存储“1”1”；交；交；交；交叉处无圆点表示存储叉处无圆点表示存储叉处无圆点表示存储叉处无圆点表示存储 “0”0”。当某字线被选中时，当某字线被选中时，当某字线被选中时，当某字线被选中时，相应存储单元数据从位线相应存储单元数据从位线相应存储单元数据从位线相应存储单元数据从位线 D D3 3 D D0 0 输出。输出。输出。输出。10 1 110 1 1从位线输出的每组二进制代码称为一个字。一个字中从位线输出的每组二进制代码称为一个字。一个字中从位线输出的每组二进制代码称为一个字。一个字中从位线输出的每组二进制代码称为一个字。一个字

23、中含有的存储单元数称为字长，即字长含有的存储单元数称为字长，即字长含有的存储单元数称为字长，即字长含有的存储单元数称为字长，即字长 =位数。位数。位数。位数。W3存储矩阵的结构与工作原理存储矩阵的结构与工作原理存储矩阵的结构与工作原理存储矩阵的结构与工作原理 第十八页，本课件共有57页4.2.14.2.1半导体存储器的分类半导体存储器的分类 u随机存储器随机存储器随机存储器随机存储器 RAM RAM 双极型存储器、双极型存储器、双极型存储器、双极型存储器、MOSMOSMOSMOS型存储器型存储器型存储器型存储器uu仅读存储器仅读存储器仅读存储器仅读存储器 ROMROMROMROM 掩膜型掩膜型

24、掩膜型掩膜型 ROMROMROMROM、可编程型、可编程型、可编程型、可编程型 PROMPROMPROMPROM、光擦除型、光擦除型、光擦除型、光擦除型 EPROMEPROMEPROMEPROM和电擦除型和电擦除型和电擦除型和电擦除型 EEPROMEEPROMEEPROMEEPROM等等等等 4.2 4.2 半导体存储器半导体存储器半导体存储器半导体存储器第十九页，本课件共有57页4.2.2 随机存储器随机存储器 RAMRAM 随机存储器随机存储器随机存储器随机存储器RAMRAM又称为读写存储器，基本存储单元又称为读写存储器，基本存储单元按矩阵形式排列构成存储体。按矩阵形式排列构成存储体。1.

25、1.半导体存储器的基本存储单元半导体存储器的基本存储单元 基基基基本本本本存存存存储储储储单单单单元元元元电电电电路路路路用用用用来来来来存存存存储储储储1 1位位位位二二二二进进进进制制制制信信信信息息息息，是是是是组组组组成成成成存存存存储储储储器器器器的基础。的基础。的基础。的基础。第二十页，本课件共有57页静态静态RAM的六管基本存储单元的六管基本存储单元集成度集成度低低，但速度，但速度快快，价，价格高，常用做格高，常用做CacheCache。1.1.T1T1和和和和T2T2组成一个组成一个组成一个组成一个双稳态触双稳态触双稳态触双稳态触发器发器发器发器，用于保存数据。，用于保存数据。

26、，用于保存数据。，用于保存数据。T3T3和和和和T4T4为负载管。为负载管。为负载管。为负载管。2.2.如如如如A A点为数据点为数据点为数据点为数据D D，则，则，则，则B B点为点为点为点为数据数据数据数据/D/D。T1T2ABT3T4+5VT5T63.3.行选择行选择行选择行选择线有效（高电线有效（高电线有效（高电线有效（高电 平）平）平）平）时，时，时，时，A A、B B处的数据信息处的数据信息处的数据信息处的数据信息通过门控管通过门控管通过门控管通过门控管T5T5和和和和T6T6送至送至送至送至C C、D D点。点。点。点。行选择线行选择线CD列选择线列选择线T7T8I/OI/O4.

27、4.列选择列选择列选择列选择线有效（高电线有效（高电线有效（高电线有效（高电 平）平）平）平）时，时，时，时，C C、D D处的数据信息通处的数据信息通处的数据信息通处的数据信息通过门控管过门控管过门控管过门控管T7T7和和和和T8T8送至芯片送至芯片送至芯片送至芯片的数据引脚的数据引脚的数据引脚的数据引脚I/OI/O。第二十一页，本课件共有57页动态动态RAM的单管基本存储单元的单管基本存储单元集成度集成度集成度集成度高高高高，但速度较，但速度较，但速度较，但速度较慢慢，价格低，一般用作主存。价格低，一般用作主存。行选择线行选择线T1B存储存储电容电容CA列选列选择线择线T2I/O1.1.电

28、容上存有电荷时，表示存储电容上存有电荷时，表示存储电容上存有电荷时，表示存储电容上存有电荷时，表示存储数据数据数据数据A A为逻辑为逻辑为逻辑为逻辑1 1；2.2.行选择线有效时，数据通过行选择线有效时，数据通过行选择线有效时，数据通过行选择线有效时，数据通过T1T1送至送至送至送至B B处；处；处；处；3.3.列选择线有效时，数据通过列选择线有效时，数据通过列选择线有效时，数据通过列选择线有效时，数据通过T2T2送至芯片的数据引脚送至芯片的数据引脚送至芯片的数据引脚送至芯片的数据引脚I/OI/O；4.4.为防止存储电容为防止存储电容为防止存储电容为防止存储电容C C放电导致数据丢放电导致数据

29、丢放电导致数据丢放电导致数据丢失，必须定时进行刷新；失，必须定时进行刷新；失，必须定时进行刷新；失，必须定时进行刷新；5.5.动态刷新时行选择线有效，而动态刷新时行选择线有效，而动态刷新时行选择线有效，而动态刷新时行选择线有效，而列选择线无效。（刷新是逐行列选择线无效。（刷新是逐行列选择线无效。（刷新是逐行列选择线无效。（刷新是逐行进行的。）进行的。）进行的。）进行的。）刷新放大器刷新放大器第二十二页，本课件共有57页2.2.静态存储器静态存储器静态存储器静态存储器SRAMSRAM 常用的有：常用的有：常用的有：常用的有：61166116（2K2K8 8）、）、）、）、62646264（8K8

30、K8 8）、）、）、）、6225662256（32K32K8 8）uu6264SRAM6264SRAM6264SRAM6264SRAM引脚图引脚图引脚图引脚图uu6264SRAM6264SRAM的读写控制的读写控制的读写控制的读写控制 第二十三页，本课件共有57页6264SRAM6264SRAM与与与与CPUCPU的连接的连接 8086CPU8086CPU WR RD RD62646264WE WE OE OE 第二十四页，本课件共有57页3.3.动态存储器动态存储器动态存储器动态存储器DRAM DRAM uu2164A2164A2164A2164A引脚图引脚图引脚图引脚图u地址线地址线地址线

31、地址线A A0 0 A A7 7 8 8条地址线采用分时复用的条地址线采用分时复用的条地址线采用分时复用的条地址线采用分时复用的 方法获得存储单元寻址所需的方法获得存储单元寻址所需的方法获得存储单元寻址所需的方法获得存储单元寻址所需的1616 条地址线的高条地址线的高条地址线的高条地址线的高8 8位和低位和低位和低位和低8 8位地址线。位地址线。位地址线。位地址线。u数据线数据线 数据存数据存数据存数据存D D D DININININ和数据取和数据取和数据取和数据取D D D DOUTOUTOUTOUT第二十五页，本课件共有57页控制线控制线控制线控制线WEWE、CAS、RASRAS WEWE

32、为为为为读读读读写写写写数数数数据据据据允允允允许许许许，低低低低电电电电平平平平输输输输入入入入时时时时写写写写有有有有效效效效；高高高高电电电电平平平平输输输输入入入入时时时时读有效；读有效；读有效；读有效；CASCAS为行地址选通，低电平输入有效；为行地址选通，低电平输入有效；为行地址选通，低电平输入有效；为行地址选通，低电平输入有效；RASRAS为列地址选通，低电平输入有效。为列地址选通，低电平输入有效。为列地址选通，低电平输入有效。为列地址选通，低电平输入有效。电源线电源线 VccVcc、VssVss 2164ADRAM2164ADRAM芯片的供电电压为芯片的供电电压为芯片的供电电压

33、为芯片的供电电压为5V 5V 第二十六页，本课件共有57页qq2164ADRAM2164ADRAM的读写时序的读写时序 第二十七页，本课件共有57页4.2.3只读存储器只读存储器ROMROMu掩模型掩模型ROM ROM u可编程型可编程型可编程型可编程型PROM uu光擦除型光擦除型光擦除型光擦除型EPROM EPROM u电擦除型电擦除型电擦除型电擦除型EEPROM1.1.掩模型掩模型掩模型掩模型ROM ROM 固定掩膜固定掩膜固定掩膜固定掩膜ROMROM的基本存储单元用单管构成，集成度较高。由生产芯片的基本存储单元用单管构成，集成度较高。由生产芯片的基本存储单元用单管构成，集成度较高。由生

34、产芯片的基本存储单元用单管构成，集成度较高。由生产芯片的厂家固化信息。在最后一道工序用掩膜工艺写入信息，用户只可读。的厂家固化信息。在最后一道工序用掩膜工艺写入信息，用户只可读。的厂家固化信息。在最后一道工序用掩膜工艺写入信息，用户只可读。的厂家固化信息。在最后一道工序用掩膜工艺写入信息，用户只可读。用户不能修改其内容。用户不能修改其内容。用户不能修改其内容。用户不能修改其内容。2.2.2.2.可编程型可编程型可编程型可编程型PROMPROM用双极型三极管构成基本存储单元。用户可进行一次编程。存储单元用双极型三极管构成基本存储单元。用户可进行一次编程。存储单元用双极型三极管构成基本存储单元。用

35、户可进行一次编程。存储单元用双极型三极管构成基本存储单元。用户可进行一次编程。存储单元电路由熔丝相连，当加入写脉冲，某些存储单元熔丝熔断，信息永久电路由熔丝相连，当加入写脉冲，某些存储单元熔丝熔断，信息永久电路由熔丝相连，当加入写脉冲，某些存储单元熔丝熔断，信息永久电路由熔丝相连，当加入写脉冲，某些存储单元熔丝熔断，信息永久写入，不可再次改写。写入，不可再次改写。写入，不可再次改写。写入，不可再次改写。第二十八页，本课件共有57页3.3.EPROM光擦除型光擦除型 由浮栅雪崩注入的由浮栅雪崩注入的由浮栅雪崩注入的由浮栅雪崩注入的FAMOSFAMOS器件构成器件构成器件构成器件构成。用户可以多次

36、编程。编用户可以多次编程。编用户可以多次编程。编用户可以多次编程。编程加写脉冲后，某些存储单元的程加写脉冲后，某些存储单元的程加写脉冲后，某些存储单元的程加写脉冲后，某些存储单元的PNPNPNPN结表面形成浮动栅，阻挡通路，结表面形成浮动栅，阻挡通路，结表面形成浮动栅，阻挡通路，结表面形成浮动栅，阻挡通路，实现信息写入。用紫外线照射可驱散浮动栅，原有信息全部擦实现信息写入。用紫外线照射可驱散浮动栅，原有信息全部擦实现信息写入。用紫外线照射可驱散浮动栅，原有信息全部擦实现信息写入。用紫外线照射可驱散浮动栅，原有信息全部擦除，便可再次改写除，便可再次改写除，便可再次改写除，便可再次改写。第二十九页

37、，本课件共有57页 4.4.电擦除型电擦除型电擦除型电擦除型EEPROMEEPROM 既可全片擦除也可字节既可全片擦除也可字节既可全片擦除也可字节既可全片擦除也可字节 擦除，可在线擦除信息，擦除，可在线擦除信息，擦除，可在线擦除信息，擦除，可在线擦除信息，又能失电保存信息，具又能失电保存信息，具又能失电保存信息，具又能失电保存信息，具 备备备备RAMRAMRAMRAM、ROMROMROMROM的优点。但的优点。但的优点。但的优点。但 写入时间较长。写入时间较长。写入时间较长。写入时间较长。第三十页，本课件共有57页其他其他常用存储器件常用存储器件常用存储器件常用存储器件u快擦写存储器快擦写存储

38、器快擦写存储器快擦写存储器FLASHFLASHu多端口存储器多端口存储器多端口存储器多端口存储器 uu内存条内存条内存条内存条 第三十一页，本课件共有57页u原理上原理上：FLASHFLASH属于属于属于属于ROMROM型，但可随时改写信息型，但可随时改写信息型，但可随时改写信息型，但可随时改写信息u功能上功能上：FLASH相当于相当于RAMRAMuu特点特点特点特点：可按字节、区块（可按字节、区块（可按字节、区块（可按字节、区块（SectorSector）或页面（）或页面（）或页面（）或页面（PagePage）进行擦除和编程操作）进行擦除和编程操作）进行擦除和编程操作）进行擦除和编程操作快快

39、快快速速速速页页页页面面面面写写写写入入入入：先先先先将将将将页页页页数数数数据据据据写写写写入入入入页页页页缓缓缓缓存存存存，再再再再在在在在内内内内部部部部逻逻逻逻辑辑辑辑的的的的控控控控制制制制下下下下，将整页数据写入相应页面将整页数据写入相应页面将整页数据写入相应页面将整页数据写入相应页面由内部逻辑控制写入操作，提供编程结束状态由内部逻辑控制写入操作，提供编程结束状态由内部逻辑控制写入操作，提供编程结束状态由内部逻辑控制写入操作，提供编程结束状态具有在线系统编程能力具有在线系统编程能力具有在线系统编程能力具有在线系统编程能力具有软件和硬件保护能力具有软件和硬件保护能力具有软件和硬件保护

40、能力具有软件和硬件保护能力内部设有命令寄存器和状态寄存器内部设有命令寄存器和状态寄存器内部设有命令寄存器和状态寄存器内部设有命令寄存器和状态寄存器内部可以自行产生编程电压（内部可以自行产生编程电压（内部可以自行产生编程电压（内部可以自行产生编程电压（V VPPPP），所以只用），所以只用），所以只用），所以只用V VCCCC供电供电供电供电q FLASHFLASH存储器：存储器：第三十二页，本课件共有57页28F25628F256芯片引脚功能芯片引脚功能:A0A A1616：地址输入线，片内有地址：地址输入线，片内有地址锁存器，在写入周期时，地址被锁锁存器，在写入周期时，地址被锁存存DQDQ0

41、DQDQ7：数据输入：数据输入：数据输入：数据输入/输出线输出线输出线输出线u ：片选，低电平有效：片选，低电平有效u ：输出允许输入线，低电平有效：输出允许输入线，低电平有效uuV VCCCC：工作电源：工作电源：工作电源：工作电源uuV VPP：擦除：擦除/编程电源，当其为高压编程电源，当其为高压编程电源，当其为高压编程电源，当其为高压12.0V12.0V时，时，时，时，才能向指令寄存器中写入数据。当才能向指令寄存器中写入数据。当才能向指令寄存器中写入数据。当才能向指令寄存器中写入数据。当V VPP l，Nk)的存储器，那么这个存储器共需要(M/l)(N/k)个存储器芯片。连接时可将这些芯

42、片分成(M/l)个组，每组有(N/k)个芯片，组内采用位扩展法，组间采用字扩展法。图4-5给出了用2114(1K4)RAM芯片构成4K8存储器的连接方法。第四十六页，本课件共有57页图4-5 字位同时扩展连接图 第四十七页，本课件共有57页 图中将8片2114芯片分成了4组(RAM1、RAM2、RAM3和RAM4)，每组2片。组内用位扩展法构成1K8的存储模块，4个这样的存储模块用字扩展法连接便构成了4K8的存储器。用A9A0 10根地址线对每组芯片进行片内寻址，同组芯片应被同时选中，故同组芯片的片选端应并联在一起。本例用24译码器对两根高位地址线A10A11译码，产生4根片选信号线，分别与各

43、组芯片的片选端相连。第四十八页，本课件共有57页4.3.3 4.3.3 片选控制方法片选控制方法 常用的片选控制译码方法有线选法、译码法（部分译常用的片选控制译码方法有线选法、译码法（部分译常用的片选控制译码方法有线选法、译码法（部分译常用的片选控制译码方法有线选法、译码法（部分译码法、全译码法）等。码法、全译码法）等。码法、全译码法）等。码法、全译码法）等。uu线选法线选法线选法线选法u部分译码法部分译码法uu全译码法全译码法全译码法全译码法第四十九页，本课件共有57页（1）8KBCS（2）8KBCS（3）8KBCS（3）8KBCS1111A13A14A16A15A0A12线选结构示意图线选

44、结构示意图线选法线选法 当存储器容量不大，所使用的存储芯片数量不多，而当存储器容量不大，所使用的存储芯片数量不多，而CPUCPU寻址空寻址空间远远大于存储器容量时，可用高位地址线直接作为存储芯片的片选信间远远大于存储器容量时，可用高位地址线直接作为存储芯片的片选信号，号，每一根地址线选通一块芯片，这种方法称为选法。每一根地址线选通一块芯片，这种方法称为选法。第五十页，本课件共有57页4 4个片选信号必须使用个片选信号必须使用个片选信号必须使用个片选信号必须使用4 4根地址线，电路结构简单，缺点是：根地址线，电路结构简单，缺点是：根地址线，电路结构简单，缺点是：根地址线，电路结构简单，缺点是：u

45、u 系统必须保证系统必须保证系统必须保证系统必须保证A A1616A A1313不能同时为有效低电平；不能同时为有效低电平；不能同时为有效低电平；不能同时为有效低电平；uu 同部分译码法一样，因为最高段地址信号（同部分译码法一样，因为最高段地址信号（同部分译码法一样，因为最高段地址信号（同部分译码法一样，因为最高段地址信号（A A1919 A A15 15）不参不参不参不参与译码，也存在地址重叠问题；与译码，也存在地址重叠问题；与译码，也存在地址重叠问题；与译码，也存在地址重叠问题；A13 A16A14 A15思考：试写出各芯片占用的地址空间。思考：试写出各芯片占用的地址空间。R/WD0 D7

46、A0 A128K*8D078K*8D078K*8D07CS1 8K*8D07第五十一页，本课件共有57页部分译码法部分译码法 用高位地址中的一部分地址进行译码产生片选信号。用高位地址中的一部分地址进行译码产生片选信号。8KB(2)CS 8KB(1)CS 8KB(8)CS 2-4译码器译码器A0A12A13A14Y0Y1Y3第五十二页，本课件共有57页芯片芯片A A19 19 A A1515 A A1414A A1313A A1212 A A0 0地址空间（顺序方式）地址空间（顺序方式）000000000000000000000000000000 111111111111111111111111

47、11010110101111与全译码方式的唯一区别是：系统最高段地址信号（与全译码方式的唯一区别是：系统最高段地址信号（A19A15）不参与）不参与片选译码，即这几位地址信号可以为任何值。片选译码，即这几位地址信号可以为任何值。共占用共占用25组地组地址址0000000000110001100011111111111100011000110000000000000H H01FFF01FFFH HC0000HC0000HC1FFFHC1FFFHF8000F8000H HF9FFFF9FFFH H造成造成地址地址空间空间的重的重叠叠C2000HC2000HC3FFFHC3FFFHC4000HC40

48、00HC5FFFHC5FFFHC6000HC6000HC7FFFHC7FFFH第五十三页，本课件共有57页全译码法全译码法 用全部的高位地址进行译码产生片选信号。用全部的高位地址进行译码产生片选信号。8KB(2)CS 8KB(1)CS 8KB(8)CS译码器译码器A0A12A13A19Y0Y1Y3第五十四页，本课件共有57页芯芯 片片 A A19 19 AA1515 A A1414A A1313A A1212AA0 0地址空间（顺序方式）地址空间（顺序方式）C0000HC0000HC1FFFHC1FFFHC2000HC2000HC3FFFHC3FFFHC4000HC4000HC5FFFHC5F

49、FFHC6000HC6000HC7FFFHC7FFFH全译码方式下，系统的全译码方式下，系统的每一条地址线都应该参与译码。每一条地址线都应该参与译码。设该扩展存储设该扩展存储器占用器占用0C0000H开始开始的一段连续地址空间，则可用下表表示系统地址的一段连续地址空间，则可用下表表示系统地址信号与各芯片所占地址空间的关系：信号与各芯片所占地址空间的关系：0000000000000111111111111111000110000 00 011000110000 01 111000110001 10 011000110001 11 1从该表中可以看出：从该表中可以看出：低位地址线低位地址线A12A

50、0应直接接在存储芯片上，寻址片内应直接接在存储芯片上，寻址片内8K单元；单元；次高位地址线次高位地址线A14A13译码后产生片选信号区分译码后产生片选信号区分4个存储芯片；个存储芯片；最高位地址线最高位地址线A19A15及控制信号及控制信号M/(/IO)可用作片选信号有效的可用作片选信号有效的使能控制。使能控制。第五十五页，本课件共有57页例例1 符合要求的全译码电路符合要求的全译码电路D0 D7A0 A128K*8D078K*8D078K*8D07CS1 8K*8D07用门电路完成片选译码，用门电路完成片选译码，用门电路完成片选译码，用门电路完成片选译码，电路结构看起来比较复杂。电路结构看起