第4章存储器1.ppt

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1、第第4 4章章 存储器存储器第第4章章 存储器存储器 4.1 存储器的概念、分类和要素存储器的概念、分类和要素 4.2 随机读写存储器（随机读写存储器（RAM）4.3 只读存储器（只读存储器（ROM）4.4 CPU与存储器的连接与存储器的连接 4.5 IBM-PC/XT中的存储器，扩展存储器中的存储器，扩展存储器及其管理及其管理 第第4 4章章 存储器存储器本章学习目标本章学习目标l l掌握半导体存储器的分类、组成及组成部件的作掌握半导体存储器的分类、组成及组成部件的作用及工作原理、读用及工作原理、读/写操作的基本过程。写操作的基本过程。l l掌握掌握SRAM、DRAM芯片的组成特点、工作过程

2、、芯片的组成特点、工作过程、典型芯片的引脚信号、了解典型芯片的引脚信号、了解DRAM刷新的基本概念。刷新的基本概念。l l掌握半导体存储器的主要技术指标、芯片的扩充、掌握半导体存储器的主要技术指标、芯片的扩充、CPU与半导体存储器间的连接。与半导体存储器间的连接。l l了解了解Cache的基本概念、特点、在系统中的位置。的基本概念、特点、在系统中的位置。第第4 4章章 存储器存储器4.1 存储器的概念、分类和要素存储器的概念、分类和要素4.1.1 简介简介4.1.2 半导体存储器的分类半导体存储器的分类4.1.3 选择存储器件的考虑因素选择存储器件的考虑因素返回本章首页返回本章首页第第4 4章

3、章 存储器存储器4.1.1 简介简介 存储器就是用来存储程序和数据的，程序和存储器就是用来存储程序和数据的，程序和数据都是信息的表现形式。按照存取速度和用途数据都是信息的表现形式。按照存取速度和用途可把存储器分为两大类：内存储器（简称内存，可把存储器分为两大类：内存储器（简称内存，又称主存储器）和外存储器。存储器的容量越大，又称主存储器）和外存储器。存储器的容量越大，记忆的信息也就越多，计算机的功能也就越强。记忆的信息也就越多，计算机的功能也就越强。第第4 4章章 存储器存储器0000H 0001H 0002H XXXXH 读写控制总线 数据总线 地址译码器 地址 内容 地址总线 图图4-1

4、存储器的逻辑结构示意图存储器的逻辑结构示意图返回本节返回本节第第4 4章章 存储器存储器4.1.2 半导体存储器的分类半导体存储器的分类1RAM的种类：的种类：在在RAM中，按工艺可分为双极中，按工艺可分为双极型和型和MOS型两大类。用型两大类。用MOS器件构成的器件构成的RAM，可分为静态可分为静态RAM和动态和动态RAM两种。两种。2ROM的种类：的种类：1）掩膜）掩膜ROM；2）可编程的只）可编程的只读存储器读存储器PROM；3）可擦除的）可擦除的EPROM；4）电擦）电擦除的除的PROM；5）快速擦写存储器）快速擦写存储器Flash Memory 又称快闪存储器又称快闪存储器第第4 4

5、章章 存储器存储器 半导体存储器 只读 存储器 ROM 随机读写存储器RAM 掩膜 ROM 可编程 ROM（PROM）可擦除 ROM（EPPROM）电擦除 ROM（E2PROM）静态 RAM（SRAM）动态 RAM（DRAM）图4-2 半导体存储器的分类返回本节返回本节第第4 4章章 存储器存储器4.1.3 选择存储器件的考虑因素（1）易失性）易失性 （2）只读性）只读性（3）位容量）位容量 （4）功耗）功耗（5）速度）速度 （6）价格）价格（7）可靠性）可靠性返回本节返回本节第第4 4章章 存储器存储器4.2 随机读写存储器（随机读写存储器（RAM）4.2.1 静态静态RAM4.2.2 动态

6、动态RAM 4.2.3 几种新型的几种新型的RAM 技术及芯片类型技术及芯片类型返回本章首页返回本章首页第第4 4章章 存储器存储器4.2.1 静态静态RAM1基本存储电路单元（六管静态存储电路）基本存储电路单元（六管静态存储电路）VCC（+5V）A BT1T2T3T4图图4-3 基本存储电路单元基本存储电路单元第第4 4章章 存储器存储器图图4-4 六管基本存储电路单元六管基本存储电路单元 X 地 址 译码 线 D0 DO(I/O)接 Y 地 址 译 码 器 (I/O)T6 T5 VCC（+5V）A B T1 T2 T3 T4 T7 T8 第第4 4章章 存储器存储器2静态静态RAM的结构的

7、结构 1 2 31 32 1 2 31 32 读/写 选片 输入 A5 A6 A7 A8 A9 1 2 31 32 1 2 31 32 32321024 存储单元 译码器 地址反相器 A0A1A2A3A4 驱动器 I/O 电路 Y 译码器 地址反相器 控制 电路 输出 驱动 图4-5 典型的RAM的示意图第第4 4章章 存储器存储器3SRAM芯片实例芯片实例常用典型的常用典型的SRAM芯片有芯片有6116、6264、62256等。等。A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 D0 D1 D2 GND VCC A8 A9 WE OE A10 CS D7 D6 D5 D4 D3 1 24 2

8、 23 3 22 4 21 5 20 6 19 7 18 8 17 9 16 10 15 11 14 12 13 图4-6 6116引脚第第4 4章章 存储器存储器图4-7 6264引脚 NC A12 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 D0 D1 D2 GND VCC WE CS2A8 A9 A11 OE A10 CS D7 D6 D5 D4 D3 1 28 2 27 3 26 4 25 5 24 6 23 7 22 8 21 9 20 10 19 11 18 12 17 13 16 14 15 返回本节返回本节第第4 4章章 存储器存储器4.2.2 动态RAM 1动态动态RAM

9、的存储单元（单管动态存储的存储单元（单管动态存储电路）电路）图4-8 单管动态存储电路 D 数据线 ES C 字选线 T1 第第4 4章章 存储器存储器2动态动态RAM实例实例图4-9 2164引脚 NC DIN WE RAS A0 A2 A1 GND VCC CAS DOUT A6 A3 A4 A5 A7 1 16 2 15 3 14 4 13 5 12 6 11 7 10 8 9 第第4 4章章 存储器存储器图图4-10 2164内部结构示意图内部结构示意图 DOUT 输出缓冲器 A0A1A2A3A4A5A6A7 128128 存储矩阵 128 读出放大器 1/2(1/128 列译码器)1

10、28 读出放大器 128128 存储矩阵 1/128 行译码器 1/128 行译码器 128128 存储矩阵 128 读出放大器 1/2(1/128 列译码器)128 读出放大器 128128 存储矩阵 8位地址锁存器 1/4I/O门 行时钟缓冲器 列时钟缓冲器 写允许时钟缓冲器 数据输入缓冲器 RAS CAS WE DIN 返回本节返回本节第第4 4章章 存储器存储器4.2.3 几种新型的几种新型的RAM 技术及芯片类型技术及芯片类型1ECC RAM2EDO RAM和突发模式和突发模式 RAM3同步同步RAM（Synchronous RAM，简称，简称SDRAM）4高速缓冲存储器高速缓冲存储

11、器RAM5RAMBUS内存内存6DDR SDRAM7Virtual Channel Memory（VCM）8SLDRAM（Synchnonous Link DRAM）返回本节返回本节第第4 4章章 存储器存储器4.3 只读存储器（只读存储器（ROM）4.3.1 掩膜掩膜ROM4.3.2 可擦除可编程的可擦除可编程的ROM（EPROM）4.3.3 电可擦可编程电可擦可编程ROM(EEROM)返回本章首页返回本章首页第第4 4章章 存储器存储器4.3.1 掩膜掩膜ROM1MOS ROM电路电路图4-11 单译码结构电路 VDD 字线 0 字线 1 字线 2 字线 3 位线 1 位线 2 位线 3

12、位线 4 D3 D2 D1 D0 A0 A1 字 线 地 址 译 码 器 字线 4 第第4 4章章 存储器存储器图4-12 复合译码结构电路 1 2 32 I/O A5 A6 A7 A8 A9 1 2 32 A0 A1 A2 A3 A4 X地址译码器 Y 地址译码器 第第4 4章章 存储器存储器表4-1 掩膜ROM的内容 位 单元D3D2D1D001001110102010131111第第4 4章章 存储器存储器2双极型双极型ROM电路电路 双极型双极型ROM速度比速度比MOS ROM的速度要快，的速度要快，它的取数时间约为几十纳秒。因此，双极型它的取数时间约为几十纳秒。因此，双极型ROM适用

13、于对速度要求较高的应用场合。适用于对速度要求较高的应用场合。双极型双极型ROM包括两部分：包括两部分：ROM的基本部分；的基本部分；读取控制部分。读取控制部分。返回本节返回本节第第4 4章章 存储器存储器4.3.2 可擦除可编程可擦除可编程的的ROM（EPROM）1基本存储电路基本存储电路图4-13 EPROM的结构示意图 S D 位线 字线 浮空 第第4 4章章 存储器存储器2EPROM实例实例图4-14 2716引脚 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 O0 O1 O2 GND VCC A8 A9 VPP OE A10 CE O7 O6 O5 O4 O3 1 24 2 23 3

14、 22 4 21 5 20 6 19 7 18 8 17 9 16 10 15 11 14 12 13 返回本节返回本节第第4 4章章 存储器存储器4.3.3 电可擦可编程ROM(EEROM)1Intel 2817的基本特点的基本特点图4-15 2817A引脚 R/BNC A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 D0 D1 D2 GND VCC WE NC A8 A9 NC OE A10 CE D7 D6 D5 D4 D3 1 28 2 27 3 26 4 25 5 24 6 23 7 22 8 21 9 20 10 19 11 18 12 17 13 16 14 15 第第4 4章章

15、 存储器存储器2Intel 2817的工作方式的工作方式表4-2 Intel 2817的工作方式返回本节返回本节第第4 4章章 存储器存储器4.4 CPU与存储器的连接与存储器的连接4.4.1 CPU与存储器的连接时应注意的问题与存储器的连接时应注意的问题4.4.2 存储器片选信号的产生方式和译码电路存储器片选信号的产生方式和译码电路4.4.3 CPU（8088系列）与存储器的连接系列）与存储器的连接 返回本章首页返回本章首页第第4 4章章 存储器存储器4.4.1 CPU与存储器的连接时应与存储器的连接时应注意的问题注意的问题1CPU总线的带负载能力总线的带负载能力2存储器的组织、地址分配与片

16、选问题存储器的组织、地址分配与片选问题3CPU的时序与存储器的存取速度之间的配合的时序与存储器的存取速度之间的配合返回本节返回本节第第4 4章章 存储器存储器4.4.2 存储器片选信号的产生方式和存储器片选信号的产生方式和译码电路译码电路 1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）线选方式（线选法）（2）局部译码选择方式（部分译码法）局部译码选择方式（部分译码法）（3）全局译码选择方式（全译码法）全局译码选择方式（全译码法）第第4 4章章 存储器存储器2存储地址译码电路存储地址译码电路74LS138经常用来作为存储器的译码电路。经常用来作为存储器的译码电路。图4-16 74LS138引脚 A B C G2A G2B G1 Y7 GND VCC Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 1 16 2 15 3 14 4 13 5 12 6 11 7 10 8 9 第第4 4章章 存储器存储器 /G2A/G2B G1C B A/Y7/Y0有效输出0 0 10 0 01 1 1 1 1 1 1 0/Y00 0 10 0 11 1 1 1 1 1 0 1/Y10 0 10