第6章 存储器

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,时间：,*,6.3,半导体只读存储器,6.3.1,掩膜式只读存储器,ROM,6.3.2,可编程的只读存储器,6.3.3,可编程可擦除只读存储器,6.4,存储器与,CPU,的连接,6.4.1,存储器与,CPU,连接时问题,6.4.2,常用译码电路,6.4.3,存储器连接举例,存 储 器,第,6,章,6.1,概述,6.1.1,存储系统的层次结构,6.1.2,存储器的分类,6.1.3,存储器的基本组成,6.1.4,存储器的技术指标,6.2,半导体读写存储器,6.2.1,静态,RAM,6.2.2,动态,RAM,6.2.3,存储器的工作时序,13:52,1,、卡片和纸带,2,、磁介质存储器,3,、半导体存储器,4,、光存储器、超导存储器和激光存储器,时间：,11/27/2024,6,1,1,存储系统的层次结构,6,1,概述,3,虚拟存储技术,2,主存储器,高速缓冲存储器,高速缓冲存储器,1,主存储器,外存储器,CPU,主存储器,外存储器,存储器系统的层次结构图,13:52,目前,PC,机的外存储器（简称“外存”）主要有软盘、硬盘、光盘和各种移动存储器。在下列有关,PC,机外存的叙述中，错误的是,_,。 （,2006,年春二级考试）,软盘因其容量小、存取速度慢、易损坏等原因，目前使用率越来越低目前,CD,光盘的容量一般为数百兆字节，而,DVD,光盘的容量为数千兆字节 硬盘是一种容量大、 存取速度快的外存，目前主流硬盘的转速均为每分钟几百转闪存盘也称为“优盘”，目前其容量从几十兆字节到几千兆字节不等,答案：,C,时间：,11/27/2024,22,、关于虚拟存储技术的下列叙述中，错误的是,_,。（,2004,年三级偏硬）,A.,它,实际上是由操作系统对内存和外存资源统一分配和调度的存储器管理技术,B.,它将部分外存和内存一样看待、一样使用（对程序员或用户而言）,C.,虚拟存储空间的大小有内存和外存的大小所决定,D.,虚拟存储器在执行程序时允许将程序的一部分调入内存而其他部分保留在外存,答案：,C,时间：,11/27/2024,6,1,2,存储器的分类,存储器,随机存储器（,RAM,）,只读存储器（,ROM,）,顺序存储器（,SAM,）,按存取方式分类,磁介质存储器,半导体存储器,光存储器,按存储器载体分类,时间：,11/27/2024,6.1.3,存储器的基本组成,典型存储器的组成框图,存储单元矩阵,N,M,（,4096,1,）,数据总线,DB,数据,缓冲器,R/W,读写输入,CS,片选择,控制电路,2,6,Y,地址译码器,A,11,A,6,X,地址,译码,器,2,6,A,0,A,5,时间：,11/27/2024,存储单元矩阵,N,M,（,4096,1,）,2,6,Y,地址译码器,A,11,A,6,X,地址,译码,器,2,6,A,0,A,5,数据总线,DB,数据,缓冲器,R/W,读写输入,CS,片选择,控制电路,1,0,读出,0,0,写入,R/W,CS,时间：,11/27/2024,4-16,译码器,Y,0,Y,1,Y,2,Y,14,Y,15,161,存储器,0H,1H,2H,EH,FH,AB,0,AB,1,AB,2,AB,3,时间：,11/27/2024,2-4,译码器,2-4,译码器,AB,0,AB,1,AB,2,AB,3,X,0,X,1,X,2,X,3,Y,0,Y,1,Y,2,Y,3,时间：,11/27/2024,Y,2,Y,1,Y,0,Y,3,&,&,&,&,1,1,A,1,A,0,2 4,译码器逻辑图,时间：,11/27/2024,Y,0,Y,7,Y,6,Y,5,Y,4,Y,3,Y,2,Y,1,&,1,1,1,A,2,A,1,A,0,&,&,&,&,&,&,&,&,&,&,&,&,&,&,&,Y,8,Y,15,Y,14,Y,13,Y,12,Y,11,Y,10,Y,9,1,A,2,4 16,译码器逻辑图,时间：,11/27/2024,6,1,4,存储器的技术指标,衡量存储器的技术指标,存储器容量,存取周期,可靠性,经济性,取数时间,通常用字数,位数 或 字节数表示。,32K16,：存储器有,32K,字，每字长,16,位,512MB,：存储器有,512M,个字节,时间：,11/27/2024,6,2,随机读写存储器,半导体存储器,RAM,ROM,双,极性,MOS,静态,动态,掩膜ROM,PROM,EPROM,EEPROM,时间：,11/27/2024,5.,根据存储器芯片的功能及物理特性，目前通常用作高速缓冲存储器,(Cache),的是,5,。（,2005,年秋,),A.SRAM B.DRAM C.SDRAM,D.Flash,ROM,答案：,A,时间：,11/27/2024,6,、根据存储器芯片的功能及物理特性，目前用作优盘存储器芯片的是,_,。（,2006,年春二级考试）,A.SRAM B.SDRAM C.EPROM,D.Flash,ROM,答案：,D,时间：,11/27/2024,26.,关于,ROM,的下列叙述中，错误的是,_,。（,2004,三级偏硬）,A.ROM,是一种非易失性存储器，信息是一旦写入就固定不变，掉电后也不会丢失,B,掩膜,ROM,中的信息由生产厂家一次性直接写入,C,PROM,存储器的信息只能一次编程写入，不能擦除改写,D,EPROM,是一种电擦除可编程,ROM,答案：,D,时间：,11/27/2024,4.,在下列有关当前,PC,机主板和内存的叙述中，正确的是,4,。,(2009,年春二级考试）,A.,主板上的,BIOS,芯片是一种只读存储器，其内容不可在线改写,B.,绝大多数主板上仅有一个内存插座，因此,PC,机只能安装一根内存条,C.,内存条上的存储器芯片属于,SRAM(,静态随机存取存储器,),D.,目前内存的存取时间大多在几个到十几个,ns(,纳秒,),之间,答案：,D,时间：,11/27/2024,6,2,1,静态,RAM,1,静态,RAM,的工作原理,选择线,VF5,I/O,A,B,VF1,VF2,VF4,VF6,Vcc,六管静态,RAM,基本存储电路,VF3,I/O,时间：,11/27/2024,2,静态,RAM,组成,6,2,1,静态,RAM,1K1,时间：,11/27/2024,3,静态,RAM,举例,V,DD,Intel 2114,A,7,A,8,A,9,I,/,O,1,I,/,O,2,I,/,O,3,I,/,O,4,R,/,W,A,6,A,5,A,4,A,3,A,0,A,1,A,2,CS,GND,1,2,3,4,5,6,7,8,9,18,17,16,15,14,13,12,11,10,Intel 2114,引脚图,Intel 2114,，容量,1K4,，共,4096,个六管静态基本存储单元,时间：,11/27/2024,动态,RAM,的工作原理,VF1,单管动态,RAM,基本存储电路,6,2,2,动态,RAM,I/O,线,字选择,C,D,时间：,11/27/2024,掩膜式,ROM,有双极型和,MOS,型两种类型,6,3,1,掩膜式只读存储器,ROM,6,3,半导体只读存储器,速度快,容量小,容量大速度慢,时间：,11/27/2024,存储单元结构,二极管,ROM,TTL,-,ROM,MOS,-,ROM,D,j,D,j,V,CC,D,j,+,V,DD,1,接半导体管后成为储,1,单元；若不接半导体管，则为储,0,单元。,“1”,“1”,“1”,时间：,11/27/2024,6,3,2,可编程的只读存储器,PROM,P,ROM,在制作时不写入信息，用户使用时可写入自己的程序。但这种写入是一次性的，一旦写入内容后就不能更改，所以称一次性可编程序只读存储器，又称为现场可编程序只读存储器。,时间：,11/27/2024,PROM,的存储单元结构,熔丝烧断后不可恢复，因此,PROM,只能一次编程。,二极管,ROM,TTL,-,ROM,MOS,-,ROM,D,j,D,j,V,CC,D,j,+,V,DD,1,熔丝,熔丝,熔丝,“1”,“1”,“1”,时间：,11/27/2024,6,3,3,可编程、可擦除的只读存储器,EPROM,1,紫外线擦除的,EPROM,这种,EPROM,是采用紫外线擦去原存内容，再用专门写入器改写内容。因此又称,UVEPROM,。,时间：,11/27/2024,2,电可改写的、可重编程的只读存储器,这种电可改写,PROM,，,简称为,EEPROM,。,时间：,11/27/2024,3,EPROM,芯片举例,Intel 2716,Intel 2716,是,16K,位，可组成容量为,2K8,的紫外线擦除的,EPROM,。,V,CC,Intel 2716,A,8,A,9,V,PP,CS,A,10,PD/PGM,D,7,D,6,D,5,D,4,D,3,A,7,A,6,A,5,A,4,A,3,A,2,A,1,A,0,D,0,D,1,D,2,GND,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,24,23,22,21,20,19,18,17,16,15,14,13,V,PP,为,编程高电平输入端。编程时加,+25 V,电压，工作时加,+5 V,电压。,PD/PGM,有两种功能：,(,1,),工作时为片选使能端，低电 平有效。低电平时，芯片被,选中，处于工作状态。,(,2,),编程时为编程脉冲输入端。,CS,为,允许数据输出端，低电平有效。,CS,= 0,时，允许读出数据；,CS,= 1,时，不能读出数据。,时间：,11/27/2024,6.4.1,存储器的工作时序,1,存储器的读周期,就是从存储器读出数据所需时间,t,RC,t,A,ADD,t,CO,CS,t,CX,Dout,读周期,6,4,存储器与,CPU,的连接,时间：,11/27/2024,2,存储器的写周期,是地址建立、写脉冲宽度和写操作恢复时间三者的总和,。,t,WC,ADD,t,AW,CS,t,DW,t,DH,Din,写周期,WE,t,W,时间：,11/27/2024,3,8086CPU,对存储器的读,/,写时序,CLK,T,1,T,2,T,3,T,4,M,/,IO,AD,15,AD,0,ALE,RD,BHE,RDY,A,D,读时序,时间：,11/27/2024,写时序,CLK,T,1,T,2,T,3,T,4,M,/,IO,ALE,AD,15,AD,0,A,D,WR,时间：,11/27/2024,6,4,2,存储器与,CPU,连接时要考虑的问题,1,CPU,总线的负载能力,一般情况下，,CPU,总线的直流负载能力可带动一个标准的,TTL,门。,6,4,存储器与,CPU,的连接,时间：,11/27/2024,2,CPU,的时序与存储器的存取速度之间的配合,在选用存储器时，它的最大存取时间要小于,CPU,安排的读写周期。否则，要使,CPU,插入等待周期，才能保证读写数据的可靠传送。,CPU,的信号电平多为,TTL,标准电平。当选用的存储器电平不相匹配时，必须用缓冲器进行电平转换。,3,存储器的电平信号与,CPU,的电平匹配,时间：,11/27/2024,4,存储器的地址要合理分配,通常在微型机的主存中有,RAM,和,ROM,（,EPROM,）,两部分。,5,控制信号的连接,CPU,到存储器的控制信号，一般包括读写控制信号、片选信号、复位信号、刷新信号（对动态,RAM,）,等，在常规情况下存储器可直接连接这些控制信号。,时间：,11/27/2024,1.,固定式端口地址译码,接口中只有一个端口时可采用门电路构成。,DB,A10,CPU,AB,1KB,ROM,CS,1KB,RAM,CS,A0 A9,D0 D7,1,6,4,3,常用的译码电路,时间：,11/27/2024,有多个端口时一般采用译码器电路构成，常见的译码器有,74LS138,、,74LS154,等。,74LS138,译码器：,工作条件：,G,1,=1,，,G,2A,=G,2B,=0,。,工作原理：,将复合的输入信号变为枚举的输出信号。,A,B,C,G,2A,G,2B,G1,Y,7,Y,0,Y,1,Y,2,Y,3,Y,4,Y,5,Y,6,74LS138,时间：,11/27/2024,G,2A,G,2B,G,1,C B A,Y,7,Y,0,有效输出,0 0 1,0 0 0,1 1 1 1 1 1 1 0,Y,0,0 0 1,0 0 1,1 1 1 1 1 1 0 1,Y,1,0 0 1,0 1 0,1 1 1 1 1 0 1 1,Y,2,0 0 1,0 1 1,1 1 1 1 0 1 1 1,Y,3,0 0 1,1 0 0,1 1 1 0 1 1 1 1,Y,4,0 0 1,1 0 1,1 1 0 1 1 1 1 1,Y,5,0 0 1,1 1 0,1 0 1 1 1 1 1 1,Y,6,0 0 1,1 1 1,0 1 1 1 1 1 1 1,Y,7,真 值 表,时间：,11/27/2024,Y,0,Y,7,A,B,C,G,2,B,G,2,A,G,1,15,14,13,12,11,10,9,7,1,2,3,4,5,6,74LS138,A,5,A,6,A,7,A,8,A,9,DMACS(8237),INTRCS(8259),T/C CS(8253),PPICS(8255),WRTDMAPG,1,1,WRTNMIREG,IOW,AEN,74LS138,在,PC,机系统板端口译码的应用：,时间：,11/27/2024,2.,可选式端口地址译码,(1),使用比较器,+,地址开关方法,74LS688,比较器：,当,P,07,Q,07,时，,P=1,，,输出高电平。,当,P,07,=Q,07,时，,P=0,，,输出低电平。,比较器和地址开关产生一个信号参与片选。,时间：,11/27/2024,思考题,1,?,时间：,11/27/2024,300H,301H,302H,303H,304H,305H,306H,307H,思考题,1,的答案,时间：,11/27/2024,思考题,2,Y,0,Y,7,A,B,C,G,2,B,G,2,A,G,1,15,14,13,12,11,10,9,7,1,2,3,4,5,6,74LS138,_,_,_,_,_,AEN,001FH,405FH,809FH,_,10011FH,_,_,_,A9A0,共,10,根线参与地址译码，请将上图的空填对。,时间：,11/27/2024,思考题,2,的答案,Y,0,Y,7,A,B,C,G,2,B,G,2,A,G,1,15,14,13,12,11,10,9,7,1,2,3,4,5,6,74LS138,A,6,A,7,A,8,A,5,A,9,AEN,001FH,405FH,809FH,C0DFH,10011FH,14015FH,18019FH,1C01DFH,时间：,11/27/2024,思考题,3,Y,0,A,B,C,74LS138,按图上的,连接方法，写出译码输出端,Y,0,对应的地址。,A13,A14,A15,G,1,1,A16,A17,G,2,A,A19,G,2,B,&,IOR,IOW,时间：,11/27/2024,思考题,3,答案,Y,0,A,B,C,74LS138,A13,A14,A15,G,1,1,A16,A17,G,2,A,A19,G,2,B,&,IOR,IOW,A,19,A,18,A,17,A,16,A,15,A,14,A,13,A,12,A,11,A,10,A,9,A,8,A,7,A,6,A,5,A,4,A,3,A,2,A,1,A,0,0 0 1 0 0 0 ,1 0,1 1,12000H13FFFH,52000H53FFFH,22000H23FFFH,62000H63FFFH,32000H33FFFH,72000H73FFFH,时间：,11/27/2024,【,例,6-1】,若在一微机中，存储器结构如图，试问该存储系统的首地址和末地址为多少？,时间：,11/27/2024,【,例,6-2】,今有,2114,芯片（,1K4,）、,2716,芯片（,2K8,）芯片若干，构成一个,4KB,容量的存储系统，需要有,2KB,的,RAM,和,2KB,的,EPROM,，该如何连线？,时间：,11/27/2024,小结,6.1,概述,6.1.1,存储系统的层次结构,6.1.2,存储器的分类,6.1.3,存储器的基本组成,6.1.4,存储器的技术指标,6.2,半导体读写存储器,6.2.1,静态,RAM,6.2.2,动态,RAM,6.2.3,存储器的工作时序,6.3,半导体只读存储器,6.3.1,掩膜式只读存储器,ROM,6.3.2,可编程的只读存储器,6.3.3,可编程可擦除只读存储器,6.4,存储器与,CPU,的连接,6.4.1,存储器与,CPU,连接时问题,6.4.2,常用译码电路,6.4.3,存储器连接举例,时间：,11/27/2024,