第六章存储器系统.ppt

本章主要知识点： 1、存储器的工作原理、读/写操作的基本过程； 2、地址译码电路设计； 3、8086存储器的扩展设计方法 本章学习的重点： 1、存储器的工作原理、读/写操作的基本过程 2、RAM、ROM芯片的组成特点、工作过程、典型芯片的引脚信号、基本概念。 3、8086与存储器硬件电路的奇偶设计基本原理。 4、存储器的扩展电路设计原理 6.1 存储器概述 问题的提出:CPU可以实现二进制算术运算,如要满足更复杂的运算,参与运算的数据和运算的结果放到什么地方?完成运算的指令(程序),放到什么地方?某些数据需随时存放或取出，某些数据又要求不能由于计算机的运行而改变，如何实现这个要求? 解决的方法:给CPU配备必要的信息存储设备—存储器。存储器就是用来存储程序和数据的电子器件。 6.1.1存储器的分类 1.按存储介质分类：半导体、磁表面和光表面存储器。 2.按读/写功能分类：只读存储器和随机存取存储器。 3.按在微机系统中的作用分类：主存储器（又称内存储器，简称内存）、辅助存储器（又称外存储器，简称外存）和高速缓冲存储器（Cache）。 存储器工作原理 6.1.3 存储系统的层次结构 存储器的层次结构 问题的提出：目前的计算机系统，为什么要采用 多种类型的存储器？为什么存储结构要采用分级 体系结构？ 6.1.4半导体存储器的结构 现代微机的主存储器普遍采用半导体存储器，其特点 是容量大、存取速度快、体积小、功耗低、集成度高以及价 格便宜。 半导体存储器一般由地址译码器、存储矩阵、 读/写控制逻辑和输入/输出控制电路等部分组成。 1.地址译码器 接收CPU发出的地址信号，产生地址译码信号， 以便选中存储矩阵中的某个存储单元。 （1）单译码 （2）双译码 2.存储矩阵 是能够存储二进制信息的基本存储单元的集合。 3.读/写控制逻辑（CS/,OE,WE/等） 4.输入/输出控制电路 一般为三态双向缓冲器结构，以便使系统中各 存储器芯片的数据输入/输出端能方便地挂接到系统 数据总线中。 6.2随机存取存储器 随机存取是指通过指令可随机地对每个存储单 元进行访问。 随机存取存储器根据存储原理分为静态RAM和 动态RAM。静态RAM存放的信息在不断电的情况下能 长时间保留，状态稳定。动态RAM电路简单，集成 度高，但其保存内容即使在不断电的情况下隔一定 时间也会自动消失，因此，要定时进行刷新。 优点：（1）工作稳定，不需外加刷新电路。 （2）访问速度快。 缺点：（1）由于基本存储电路中所含晶体管 较多，故集成度较低。 （2）功耗较大。 （3）断电即失。 2. SRAM的结构 利用基本存储电路排成阵列，再加上地 址译码电路和读/写控制电路可构成随机存取 存储器。 参考教材P-149图6-6 16×1SRAM原理图 常用典型SRAM芯片有6116、6264、 62256、628128等。 2.DRAM的刷新 DRAM利用电容存储电荷原理来保存信息，但 由于任何电容都存在漏电现象，因此，一段时间后 会由于电容的漏电导致电荷流失，使保存的信息丢 失。解决的办法是“刷新”，即每隔一定时间（一般 为2ms）就必须对DRAM进行读出和再写入操作， 使原来处于逻辑电平“1”的电容上所释放的电荷得到 补充，而原来处于电平“0”的电容仍保持“0”，这个过 程称为DRAM的刷新。 刷新的特点： （1）刷新的地址通常是由刷新地址计数器产生，而不是由地址总线提供。 （2）DRAM以行为单位进行刷新，不需要列地址。 （3）刷新时片内数据线和片外数据线完全隔离。 缺点：（1）工作不稳定，需外加刷新电路 （2）因要放大，所以影响访问速度 优点：（1）由于基本存储电路中所含晶体管 较少，故集成度较高。 （2）功耗较小。 （3）断电即失 3.DRAM举例 参考教材P-151图6-9 Intel 2164A的内部 结构。 Intel 2164A 64K存储体由4个128×128 存储矩阵组成，每个128×128存储矩阵由7 条行地址线和7条列地址线进行选择，为了减 少地址线引脚数目，DRAM地址线采用行地 址和列地址分时工作，这样对Intel 2164A来 说外部只需引出8条地址线即可。 6.3 只读存储器（ROM） 只读存储器（失电后存储的内容不会丢失），常见的有五种类型： 1）掩膜ROM：制造商可将用户的程序在制造时生产