汇编程序设计及接口技术__——存储器.ppt

存储器的分级体系结构 简单的二级结构： 主 存 ＋ 辅 存 四级结构 存储器的层次结构 由上至下容量越来越大，速度越来越慢 存储器分类 按存储介质，可分为半导体存储器、磁介质存储器和光存储器 按照存储器与CPU的耦合程度，可分为内存和外存 按存储器的读写功能，分为读写存储器和只读存储器 按掉电后存储的信息可否永久保持，分为易失性（挥发性）存储器和非易失性（不挥发）存储器 存储器的分类及选用 按 存 储 介 质 分 类 主要技术指标 存储容量 存取时间和存取周期 平均故障间隔时间（MTBF）（可靠性） 功耗 CPU读写存储器的时间必须大于存储芯片的 额定存取时间 1 存储容量 存储容量 是指一块存储芯片上所能存储的二进制位数。 存储容量=字数×字长，如一个存储器能存 4096 个字，字长16 位，则存储容量可 用4096×16 表示 例题 1、已知单片6116芯片的地址线是11位， 每个存储单元是8位，求其存储容量? 解: 因为可编址范围211 ，即M＝ 211 ，每个存储单元可存8位，即N＝ 8，所以， 6116的存储容量 = 211×8 = 2×1024×8 = 2K×8 ＝2KB 区别：芯片的存储容量和微机的存储容量 微机的存储容量 —— 由多片存储芯片组成的总存储容量。 ①微机的最大内存容量 —— 由CPU的地址总线决定。 如：PC486，地址总线是32位， 则，内存容许最大容量是232=4G； ②实际的装机容量 —— 由实际使用的若干片存储芯片组成的总存储容量。 2 存储速度 存储器的存取速度是影响计算机运算速度的主要因素， 用两个参数来衡量： ①存取时间TA （Access Time）—— 定义为启动一次存储器操作（读或写），到完成该操作所经历的时间。 ②存储周期TMC（Memory Cycle）—— 定义启动两次读（或写）存储器操作之间所需的最小时间间隔。 存储器的基本结构 “读”操作工作过程 （1）送地址 — CPU通过地址总线将地址送入地址寄存器，并译码； （2）发出“读”命令 — CPU通过控制总线将“存储器读”信号送入读/写控制电路； “写”操作工作过程 （1）送地址 — CPU通过地址总线将地址送入地址寄存器，并译码； （2）发出“写”命令 — CPU通过控制总线将“写”信号送入读/写控制电路； 随机存储器 特点： RAM在工作时可随时对任意指定单元进行读或写操作。使用方便、灵活。 但切断电源后，所存信息就会丢失。 分为静态随机存储器SRAM和动态随机存储器DRAM两种，也可称为读写存储器。 内存一般用DRAM； Cache用SRAM 随机存储器 一、静态随机存储器SRAM 随机存储器 2. SRAM的静态存储单元 典型芯片举例 1、SRAM芯片HM 6116(简称6116）—— 静态随机存取存储器，11条地址线，8位数据线，3条控制线，两条电源线，单片存储容量2K×8 。 随机存储器 二、动态随机存储器（DRAM） 随机存储器 二、动态随机存储器（DRAM） 典型芯片举例 2、DRAM芯片Intel 2164A — 动态随机存取存储器，8条地址线，2位数据线(输出和输入），3条控制线，两条电源线，单片存储容量64K×1 。 地址线采用分时复用，由CAS（列选通）和RAS（行选通），从而实现16位地址线，M＝216 ＝64K。 只读存储器 ROM中的数据，在工作过程中只能读出，而不像随机存储器那样能快速地、方便地加以改写。 ROM具有掉电后信息不会丢失的特点（非易失性）；其结构较简单，读出较方便，因而常用于存储各种固定程序和数据。 应用： 用来存放一些硬件的驱动程序，如计算机启动用的BIOS芯片。 只读存储器 掩膜ROM 数据在制作时已经确定，无法更改。 一次性可编程PROM 数据可由用户写入一次，但不能再修改。 紫外线可擦除EPROM（UVEPROM） 用紫外线或X射线擦除，电编程的EPROM。数据可多次 擦写，灵活性更大。 电可擦除EPROM（E2PROM） 用电信号进行擦除，既可以在线改写，又能在断电情况 下保存数据。 快擦写FLASH ROM 集成度高，容量大，成本低，使用方便。 CPU与存储器的连接时应注意的问题 1．CPU总线的带负载能力 2．存储器的组织、地址分配与片选问题 3．CPU的时序与存储器的存取速度之间的配合 存储器片选信号的产生方式 片选信号的产生方式 （1）线选方式（线选法） （2）局部译码选择方式（部分译码法） （3）全局译码选择方