微型计算机原理与接口技术第5章.ppt
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1、存储器存储器第五章第五章第五章第五章5.1存储器概述存储器概述 主存储器及其分类主存储器及其分类 n n主存储器(简称主存,又叫内存)是计算机中的重主存储器(简称主存,又叫内存)是计算机中的重要组成部分,要组成部分,CPUCPU工作时所执行的指令及操作数都工作时所执行的指令及操作数都是从主存中取出的,处理后的结果仍然存放到主存是从主存中取出的,处理后的结果仍然存放到主存中去。一个主频高、功能强的中去。一个主频高、功能强的CPUCPU,应当有一个存应当有一个存取速度快、容量大的主存系统相搭配,否则取速度快、容量大的主存系统相搭配,否则CPUCPU的的性能使得不到发挥,甚至受到限制。性能使得不到发
2、挥,甚至受到限制。RAMRAM:(Random Random Access Access MemoryMemory)-随随随随机机机机存存存存取取取取存储器存储器存储器存储器 ROMROM:(Read Only MemoryRead Only Memory)-只读存储器只读存储器只读存储器只读存储器 半半导导体体存存储储器器的的分分类类n随机存取存储器随机存取存储器vv双极性半导体RAMvv动态金属氧化物(MOS)RAMn读写存储器读写存储器vv掩膜式ROMvv可编程ROM(PROM,Programmable ROM)ROM(PROM,Programmable ROM)vv可擦除的PROMPR
3、OM(EPROMEPROM,Erasable Erasable Programmable ROMProgrammable ROM)vv电可擦除的PROMPROM(E E2 2PROMPROM,Electrically Electrically Erasable Programmable ROMErasable Programmable ROM)5.2 随机存取存储器RAM一、静态、静态RAMn n静态静态RAMRAM(SRAMSRAM)由由6 6个个MOSMOS管子组成的。管子组成的。n nSRAMSRAM是是用用一一个个触触发发器器电电路路(6 6管管)作作为为一一个个 bitbit的的基基
4、本本存存储储单单元元,每每个个触触发发器器能能置置位位存存储储1 1,或或复复位位存存储储 0 0。1 1KBKB容量的静态容量的静态 RAMRAM,就有就有1024 1024 X 6X 6个三极管。个三极管。n nS SRAMRAM缺点:用管子多、缺点:用管子多、功耗比较大。功耗比较大。n nS SRAMRAM的的主主要要优优点点是是不不需需要要进进行行刷刷新新,因因此此简简化化了了外外部电路。部电路。随随机机存存取取存存储储器器n n静态静态RAMRAM(SRAM)SRAM)vv基本的存储电路vv典型的静态RAMRAM芯片 61166116(2 2KBKB8 8位)、位)、62646264
5、(8 8KBKB8 8位)、位)、6225662256(3232KBKB8 8位)、位)、628128628128(128128KBKB8 8位)位)等。等。存储器组成存储器组成 n n存储器通常由存储矩阵、地址译码、控制逻辑和存储器通常由存储矩阵、地址译码、控制逻辑和三态数据缓冲器组成。三态数据缓冲器组成。n n存储体是整个存储器中存放信息的实体。存储体被划分成许多单元,这些单元称为存储单元,每个存储单元一般是8位,可存放一个字节。为了使CPU能按指定的存储单元进行存取,就必须给每个存储单元编号,这个编号就称为存储单元的地址。地址与存储单元一一对应,每一个地址都规定了一个唯一的存储单元。要访
6、问某一单元(读出或写入),就应该给出这个单元的地址。地址编号从0开始,存储容量为n个单元的存储体地址编号为0(n-l)。地址译码器地址译码器 n n为了从数量众多的存储单元中选取某一个存储单元,首先CPU要把地址信息送到地址总线上,然后地址译码器对地址总线上的信息进行译码,随后在读、写控制信号和芯片选择信号的配合下,对相应的存储单元进行读出和写入操作。控制逻辑和三态数据缓冲器控制逻辑和三态数据缓冲器 n n控制逻辑接受CPU读、写控制信号RD、WR和芯片选择信号CS对存储器实施控制,当CS信号有效时,允许对该存储器芯片进行读、写操作。此时若读信号有效,则被寻址的存储单元的信息通过三态数据缓冲器
7、读到数据总线上;若写信号有效,则数据总线上的信息存入相应的内存单元。当CS信号无效时,则三态数据缓冲器处于高阻状态(开路状态、浮空状态),存储器芯片与数据总线脱开。二、动态二、动态RAM n n动态RAM(DRAM)的基本电路实际上只有一个管子和一个电容,在这样的基本存储电路中,存放的信息是1还是0取决于电容中是否储存有电荷,即电容两端是否有电压。n n由于电容有放电和漏电现象,因此如不采取措施,存储的信息经过一段时间后,就会消失,所以必须另外设计一种电路,每隔一定时间(一般为2ms),使电容上泄放的电荷得到补充,这叫做内存刷新。单管动态RAM基本存储电路动动态态RAM的的刷刷新新 为为保保持
8、持电电容容中中的的电电荷荷不不丢丢失失,必必须须对对动动态态RAM不不断断进进行行读读出出和和再再写写入入随随机机存存取取存存储储器器n n动态RAMRAM(DRAM)DRAM)vv64K位动态RAM存储器 芯片芯片21642164A A的容量为的容量为6464K1K1位,即片内共位,即片内共有有6464K K(6553665536)个地址单元,个地址单元,每个地址单每个地址单元存放一位数据。需要元存放一位数据。需要1616条地址线,地址线条地址线,地址线分为两部分:行地址与列地址。分为两部分:行地址与列地址。芯芯片片的的地地址址引引线线只只要要8 8条条,内内部部设设有有地地址址锁锁存存器器
9、,利利用用多多路路开开关关,由由行行地地址址选选通通信信号号变变低低 (Row Row Address Address StrobeStrobe),把把先先出出现现的的8 8位位地地址址,送送至至行行地地址址锁锁存存器器;由由随随后后出出现现的的列列地地址址选选通通信信号号 (Column Column Address Address StrobeStrobe)把把后后出出现现的的8 8位位地地址址送送至至列列地地址址锁锁存存器器。这这8 8条条地地址址线线也也用用于于刷刷新新(刷刷新新时时地地址计数,实现一行行刷新)。址计数,实现一行行刷新)。随随机机存存取取存存储储器器 6464K K存存
10、储储体体由由4 4个个128128128128的的存存储储矩矩阵阵构构成成。每每个个128128128128的的存存储储矩矩阵阵,有有7 7条条行行地地址址和和7 7条条列列地地址址线线进进行行选选择择。7 7条条行行地地址址经经过过译译码码产产生生128128条条选选择择线线,分分别别选选择择128128行行;7 7条条列列地地址址线线经经过过译码也产生译码也产生128128条选择线,分别选择条选择线,分别选择128128列。列。随随机机存存取取存存储储器器 锁存在行地址锁存器中的7位行地址RA6RA0同时加到4个存储矩阵上,在每个矩阵中都选中一行,则共有512个存储电路被选中,它们存放的信
11、息被选通至512个读出放大器,经过鉴别、锁存和重写。锁存在列地址锁存器中的7位列地址CA6CA0(地址总线上的A14A8),在每个存储矩阵中选中一列,则共有4个存储单元被选中。最后经过1/4 I/O门电路(由RA7与CA7控制)选中一个单元,可以对这个单元进行读写。DRAM内存条内存条的种类的种类SIMMSingle Inline Memory Module单列直插式内存模块72线:32位数据、12位行列公用地址、RAS、CAS等在Pentium微型机中必须成对使用DIMMDual Inline Memory Module双列直插式内存模块168线:64位数据、14位行列公用地址、RAS、CA
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