计算机存储技术优秀PPT.ppt
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1、计算机存储技术现在学习的是第1页,共63页现在学习的是第2页,共63页1、只读存储器、只读存储器ROM只能读出,不能写入,断开电源后,信息不会消失。常用来存放固定的程序,如微机的监控程序、编译程序、系统软件以及常数、表格等。掩模ROM:由厂商按用户要求掩模制作,封装后不能改写,用于数据不再改变且使用量大的场合。PROM(可编程):可由用户一次性编程写入,写入后不能改写。EPROM(紫外线可擦PROM):用户可多次改写内容,改写方法一般可 选用紫外线擦除,再编程写入,有任一位错,都须全片擦除、改写。紫外线照射约半小时,所有存储位复原到1。E2PROM(电可擦PROM):可以字节为单位多次用电擦除
2、和改写,并可直接在机内进行,无需专用设备,故方便灵活。FLASH(闪存):它与E2PROM类似,也是一种电擦写型ROM。与E2PROM 的主要区别是:EEPROM是按字节擦写,速度慢,而闪存是按块擦写,速度快。现在学习的是第3页,共63页 构成CMOS电路,用于保存系统当前设置的各种参数。在这种情况下需要有后备电源及掉电保护电路的支持。2、随机存取存储器、随机存取存储器RAM(Random Access Memory)分为双极型和MOS型,大容量一般为MOS型。RAM中的信息不能长期保存,一旦停电时,所存信息会丢失,因此RAM主要用作信息的暂存。RAM主要用于以下几个方面:存放当前正在执行的程
3、序和数据,中间运算结果和I/O数据等。作堆栈(Stack)保护中断和子程序调用时CPU的现场信息。作I/O数据缓冲器,如显示输出、打印输出、键盘输入缓冲存储器。现在学习的是第4页,共63页RAM的分类:SRAM(静态RAM):存储单元电路以双稳为基础,故状态稳定,只要不掉电,信息不会丢失。价格较贵,用于高速缓存。DRAM(动态RAM):存储单元电路简单,集成度高,功耗小,但即使不掉电也会因电容放电而丢失信息,所以需定时刷新。NVRAM(非易失性RAM):实际是由SRAM和E2PROM共同构成.正常时为SRAM;掉电或电源故障时,立即将SRAM中的信息保存在E2PROM中,使不丢失。多用于存储系
4、统中的重要信息保存和掉电保护。现在学习的是第5页,共63页SDRAM(Synchronous DRAM):是一种同步动态随机存储器。它的主要特点是把CPU与DRAM的操作通过一个相同的时钟锁存在一起,使DRAM在工作时与CPU的外频时钟同步,从而解决了CPU与DRAM之间速度不匹配的问题。DDR SDRAM(Double Data Rata SDRAM):是一种双速率同步动态随机存储器。这种技术是建立在SDRAM的基础上,与SDRAM的区别是DDR SDRAM能在时钟脉冲的上升沿和下降沿读出数据,不需要提高时钟频率就能加倍提高SDRAM的速度,是目前作为内存的首选产品。高速RAM内存条:使用单
5、列直插存储模块SIMM(Single InLine Memory Module)双列直插存储模块DIMM(Dual InLine Memory Module)现在学习的是第6页,共63页二、几种典型的存储器芯片:1、只读存储器ROM(RED-ONLY MEMORY)典型的只读存储器的方框图如下:ROMA0-AICEOED0-D7数据线地址线控制线现在学习的是第7页,共63页Intel2764A的芯片引脚和功能框图如下:12345678910111213142827262524232221201918171615VPPA12A7A6A5A4A3A2A1A0D0D1D2GNDVCCPGMN、CA8
6、A9A10A11CEOED7D6D5D4D3注:注:N、C未接未接现在学习的是第8页,共63页以EPROM芯片Intel2764A为例:A0-A12VppGNDVccPGMOECED0-D7CE:片选信号 有效,地址信号有效 否则,未选中芯片PGM:编程位,低电平脉冲保留一定时间,则可编程写入。Vpp:编程电压,编程时为12.5V,平时为5V。地址线:A0A12,(8K*8)数据线:D0D7OE:输出允许 有效,数据输出 否则,输出禁止现在学习的是第9页,共63页OEPGMCEA12A8A7A0输出允许逻辑编程Y译码X译码输出缓冲Y门256256存储矩阵D7 D0现在学习的是第10页,共63页
7、27系列EPROM芯片:2716(2K*8),2732(4K*8),2764(8K*8),27C128(16K*8),27C256(32K*8),27C512,27C010(1M)27C020(2M),27C40(4M)ROM与80486CPU的连接OE2764A0-A12片选信号产生电路总线控制逻辑CEMRDCM/IOD/CW/RD0-D7高位地址线MEMR现在学习的是第11页,共63页A0A12CEOE2764(0)D0-D7D8-D15D16-D23D24-D312764(1)2764(2)2764(3)EPROM的扩充:字长的扩充:字长宽度不够时现在学习的是第12页,共63页容量的扩充
8、:字节容量不够时2764(1)2764(1)D0D7A0A12OECE1CE2现在学习的是第13页,共63页2随机随机存储器RAM(Random Access Memomy)36个MOS管组成的RS触发器,信息能够有效保存4静态RAM(SRAM)的方框图(以61162K*8为例)SRAMA0A10D0D7CSOEWEWE:写允许输入信号 为0,允许写操作 为1,只允许读操作CSWEOE写使能信号读使能信号现在学习的是第14页,共63页以Intel 6116为例,描述SRAM的工作过程。读出:CS=0,OE=0,WE=1,数据送到D7D0后输出到CPU。写入时,CS=WE=0,OE=1,数据D7
9、D0写入存储单元中。CS=1,输入/输出三态门高阻,存储芯片与系统总线被隔离。常用的SRAM芯片:21系列:2114(1K*4),6116(2K*8),6264(8K*8),62256(32K*8),43系列:4361(64k*1),4363(16k*4),4364(8k*8),43254(64k*4),43256A(32k*8),431000A(128k*8)现在学习的是第15页,共63页OE2764A0-A12片选信号产生电路总线控制逻辑CSMRDCM/IOD/CW/RMWTCBE0D0-D7高位地址线SRAM与80486CPU的连接存储体写控制逻辑WEMEMRMEMW现在学习的是第16页
10、,共63页利用6116扩充为32位SRAM。6116(0)D0-D7D8-D15D16-D23D24-D316116(1)6116(2)6116(3)A0A10CSOEWE0WE1WE2WE3现在学习的是第17页,共63页动态RAM(Dynamic RAM)2164A0-A7DinWERASCASDout地址线:A0A7(分时复用)数据线:Din,Dout控制线:RAS 行地址锁存信号 CAS 列地址锁存信号 WE 写允许信号 片选信号由RAS兼任常用的DRAM有:2116(16K*1),2164A(64K*1),21256(256K*1),21464(64K*4),421000(1M*1),
11、424256(256*4),44100(4M*1)44400(1M*4),44160(256*16),416800(8M*2)416400(4M*4),416160(1M*16)以2164A为例:特点:集成度高,成本低,需动态刷新。现在学习的是第18页,共63页 DRAM芯片2164A的容量为64K1位,8片2164A构成64KB的存储器。2164(1)2164(8)A0A7RASCASWEDin07 Dout0-7 数据线现在学习的是第19页,共63页三、存储器片选信号及存储器芯片地址范围的确定三、存储器片选信号及存储器芯片地址范围的确定1、存储器片选信号与地址范围的关系 片选信号决定了存储
12、器芯片的高位地址。2、由片选信号的产生电路图确定芯片地址的范围例1、EPROM芯片2764A,实模式下设片选信号的产生电路如下:芯片地址范围如下:FE000H-FFFFFHA0-A12D0D7OECEA0-A12D0-D7MRDC&A19A18A13现在学习的是第20页,共63页&A18A13A19CE则芯片地址范围如下:7E000H-7FFFFH此片选信号采用的是全译码方式:即高位地址全部参 与译码。若片选信号产生电路如下:思考:思考:用2716(2K*8)构成存储器,要求地址范围为BF800HBFFFFH,采用全译码,片选信号应如何产生。现在学习的是第21页,共63页例2、以SRAM芯片6
13、116为例,设实模式下的片选信号产生电 路如下:CE&A18A17A12A19-A16 A15-A12 A11-A8 A7-A0 地址范围 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0-0 7F000H-0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1-1 7FFFFH1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0-0 FF000H-1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1-1 FFFFFH部分译码方式:即存储芯片占据多个地址范围,其中任意一个地址区域用户均可使用,但剩余的地址空间只能空着不用。优点:电路相对简单缺点:浪费地址空间。现在学习的是第22页,共63页以上为线性
14、地址译码方式优点:电路简单。缺点:浪费地址空间。3、采用译码器产生片选信号:例1:用74LS138译码器做片选信号产生电路(以2764A为例)。A0-A12D0D7OECEA0-A12D0-D7MRDCE1E2E3CBAA19A17A16A18A15A14A13Y0地址范围如下B0000H-BFFFFH现在学习的是第23页,共63页四、存储器芯片的扩展四、存储器芯片的扩展 字长的扩展:主要用于多存储体中。在微机系统中,为能支持各种数据宽度操作,存储器一般都按字节编址,以字节为单位构成,就是说他的数据宽度为8位。对于CPU的外部数据总线为8位的微机(如8088系统等),其存储器只需用单体结构;而
15、对于CPU外部数据总线为16位的微机系统(如 8086/80186/80286系统等),一般需用两个8位存储体。对于以80386、80486等32位CPU为核心的微机系统,一般使用4个由字节组成的存储体。扩展方法:地址线全部连在一起,片选及控制信号全部连在一起,片0对应数据线D0D7,片1对应D8D15,以此类推即可。现在学习的是第24页,共63页容量的扩展:当单芯片容量不足时,例如用2片6116(2K*8)扩展为4K*8的存储器,此时涉及的主要问题是片选信号的产生。片选信号的产生方法 通常有线选法线选法、局部译码法局部译码法 和全译码法全译码法三种。线选法线选法 线选法除将低位地址线直接接片
16、内地址外,将余下的高位地址线,分别作为各个存储器芯片的片选控制信号。用于扩展量不大时用于扩展量不大时。现在学习的是第25页,共63页例如:2KB(1)CS2KB(2)CS2KB(3)CS2KB(4)CS2KB(5)CSA0A10A11A12A13A14A15地址分配如下:片1:F000H-F7FFH片2:E800H-EFFFH片3:D800H-DFFFH片4:C800H-CFFFH片5:7800H-7FFFH注意:寻址时高位地址应只有一位有效现在学习的是第26页,共63页局部译码法局部译码法 局部译码法是对高位地址总线中的一部分(而不是全部)进行译码,以产生各存储器芯片的片选控制信号。2KB(
17、1)CS2KB(2)CS2KB(8)CSA0A10A11 A15选三条 3/8译码器Y0Y1Y7若取A11,A12,A13进行译码,设A15A14=00地址分配如下:片1:0000H-07FFH片2:0800H-0FFFH片3:1000H-17FFH 片8:3800H-3FFFH现在学习的是第27页,共63页全译码法全译码法 将余下的高位地址总线全部译码,译码输出作为各芯片的片选信号。4KB(1)CS4KB(2)CS4KB(16)CSA0A11A12 A15 4/16译码器Y0Y1Y15地址分配如下:片1:0000H-0FFFH片2:1000H-1FFFH片3:2000H-2FFFH 片16:
18、F000H-FFFFH现在学习的是第28页,共63页3.存储器地址分配与设置 设置存储器地址时,通常可按下列步骤进行:(1)根据系统实际装机存储容量,确定存储器在整个存储空间的位置。(2)选择合适的存储芯片,画出地址分配图或列出地址分配表。(3)根据地址分配图或表及选用的译码器件,画出相应的地址位图,以此确定“片选”和片内单元选择的地址线,进而画出片选译码电路。(4)画出存储器与地址总线的接口连线图现在学习的是第29页,共63页例:为某8位微机(地址总线为16位)设计一个12KB容量的存储器,要求EPROM区为8KB,从0000H开始,采用2716芯片;RAM区为4KB,从2000H开始,采用
19、2114芯片。解:地址分配表如下:容量分配 芯片型号 地址范围 容量分配 芯片型号 地址范围 2KB 2716 0000H-07FFH 1KB 2114 2000H-23FFH 2KB 2716 0800H-0FFFH 1KB 2114 2400H-27FFH 2KB 2716 1000H-17FFH 1KB 2114 2800H-2BFFH 2KB 2716 1800H-1FFFH 1KB 2114 2C00H-2FFFH现在学习的是第30页,共63页方案一:ROM、RAM分别译码方式则ROM的地址位图如下:RAM的地址位图如下:A15 A14 A13 A12 A11 A10-A0 0 0
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