第6章 半导体存储器 共64页
半导体存储器
2.主存-辅存存储层次
辅助存储器是主存的补充，用来存放暂时不用的程序和数据。主存-辅存层次通过附加的硬 件及存储管理软件来控制，使主存-辅存形成一个整体，称之为虚拟存储器。
6.5 辅助存储器
1. 辅助存储器的特点 2．磁表面存储器的主要技术指标
(1)记录密度。 (2)存储容量。 (3)平均寻址时间。 (4)数据传输率。 (5)误码率。
6.5.2 磁记录原理和记录方式
6.5.2 磁记录原理和记录方式 1．磁记录原理
磁表面存储器通过磁头和记录介质的相对运动完成读写操作。写入时，记录介质在磁头下 方匀速通过，根据写入代码的要求，对写入线圈输入一定方向和大小的电流，使磁头导磁体 磁化，产生一定方向和强度的磁场。由于磁头与磁层表面间距非常小，磁力线直接穿透到磁 层表面，将对应磁头下方的微小区域磁化(叫作磁化单元)。可以根据写入驱动电流的不同方 向，使磁层表面被磁化的极性方向不同，以区别记录“0”或“1”。
(2)磁表面存储器。磁表面存储器是在金属或塑料基体的表面上涂一层磁性材料作为记录介质，工作 时磁层随载磁体高速移动，用磁头在磁层上进行读写操作，为磁表面存储器。
(3)光盘存储器。光盘存储器是应用激光在记录介质(磁光材料)上进行读写的存储器，具有非易失性 的特点。光盘记录密度高、耐用性好、可靠性高和可互换性强等。
半导体存储器
6.1 存 储 器 的 基 本 概 念 6.2 半 导 体 存 储 器 6.3 主 存 储 器 与 CPU 的 连 接 6.4 提 高 存 储 器 性 能 的 方 法 6.5 辅 助 存 储 器
计算机组成与设计第四版答案
计算机组成与设计第四版答案【篇一：计算机组成原理课后习题答案(白中英第四版)】算机可分为专用计算机和通用计算机，是根据计算机的效率、速度、价格、运行的经济性和适应性来划分的。
2．冯诺依曼型计算机主要设计思想是：存储程序通用电子计算机方案，主要组成部分有：运算器、逻辑控制装置、存储器、输入和输出设备3．存储器所有存储单元的总数称为存储器的存储容量。
每个存储单元都有编号，称为单元地址。
如果某字代表要处理的数据，称为数据字。
如果某字为一条指令，称为指令字。
4．每一个基本操作称为一条指令，而解算某一问题的一串指令序列，称为程序。
5．指令和数据的区分：取指周期中从内存读出的信息流是指令流，而在执行器周期中从内存读出的信息流是指令流。
6．半导体存储器称为内存，存储容量更大的磁盘存储器和光盘存储器称为外存，内存和外存共同用来保存二进制数据。
运算器和控制器合在一起称为中央处理器，简称cpu，它用来控制计算机及进行算术逻辑运算。
适配器是外围设备与主机联系的桥梁，它的作用相当于一个转换器，使主机和外围设备并行协调地工作。
7．从第一至五级分别为微程序设计级、一般机器级、操作系统级、汇编语言级、高级语言级。
采用这种用一系列的级来组成计算机的概念和技术，对了解计算机如何组成提供了一种好的结构和体制。
而且用这种分级的观点来设计计算机，对保证产生一个良好的系统结构也是很有帮助的。
8．因为任何操作可以由软件来实现，也可以由硬件来实现；任何指令的执行可以由硬件完成，也可以由软件来完成。
实现这种转化的媒介是软件与硬件的逻辑等价性。
9．计算机的性能指标：吞吐量、响应时间、利用率、处理机字长、总线宽度、存储器容量、存储器带宽、主频/时钟周期、cpu执行时间、cpi、mips、mflops.第二章2．[x]补 = a0. a1a2?a6解法一、（1）若a0 = 0, 则x 0, 也满足x -0.5此时a1→a6可任意（2）若a0 = 1, 则x = 0, 要满足x -0.5, 需a1 = 1即a0 = 1, a1 = 1, a2→a6有一个不为0解法二、-0.5 = -0.1(2) = -0.100000 = 1, 100000（1）若x = 0, 则a0 = 0, a1→a6任意即可[x]补 = x = a0. a1a2?a6（2）若x 0, 则x -0.5只需-x 0.5, -x 0[x]补 = -x, [0.5]补 = 01000000即[-x]补 01000000a0*a1*a2?a6?1?01000000a0*a1*a2?a6?00111111a0a1a2?a6?11000000即a0a1 = 11, a2→a6不全为0或至少有一个为1（但不是“其余取0”）3．字长32位浮点数，阶码10位，用移码表示，尾数22位，用补码表示，基为2（1）最大的数的二进制表示e = 111111111ms = 0, m = 11?1（全1）表示为： 11?1 011?110个21个即：229?1?(1?2?21)（2）最小的二进制数e = 111111111ms = 1, m = 00?0（全0）（注意：用10….0来表示尾数－1）表示为： 11?1 100?010个21个即：229?1?(?1)（3）规格化范围正最大e = 11?1， m = 11?1， ms = 010个 21个即：229?1?(1?2?21)正最小， ms = 010个20个即：2?29?2?1负最大 ms = 110个 20个（最接近0的负数）即：?2?29?(2?1?2?21)负最小e = 11?1， m = 00?0， ms =110个 21个即：229?1?(?1)??2511规格化所表示的范围用集合表示为：[2?29?2?1 ,229?1?(1?2?21)]?[229?1?(?1)??2511,?2?29?(2?1?2?21)]（4）最接近于0的正规格化数、负规格化数（由上题可得出）正规格化数 e = 00?0， m = 100?0， ms = 010个 20个2?29?2?1负规格化数 e = 00?0， m = 011?1， ms = 110个 20个?2?29?(2?1?2?21)4（1） 27?0.011011?0.11011?2?164阶补码： 1 11尾数补码： 0 1101 1000机器数： 1110 1101 1000（2） ?2764??0.01101?1?0.11011?02?1阶补码： 1 11尾数补码： 1 0010 1000机器数： 1110 0010 10005．（1）x+y = 0.11110无溢出x+y = 0.00110无溢出（3）x = -0.10110x+y = -0.10111无溢出6．（1）x = 0.11011溢出（2）x = 0.10111x-y = -0.00100无溢出（3）x = 0.11011溢出7．（1）原码阵列x = 0.11011, y = -0.11111符号位:x0⊕y0 = 0⊕1 = 1[x]原 = 11011, [y]原 = 11111[x*y][x*y]补 = 1,00101,11011（直接补码阵列不要求）带求补器的补码阵列[x]补 = 0 11011, [y]补 = 1 00001乘积符号位单独运算0⊕1＝1尾数部分算前求补输出│x│＝11011，│y│＝11111(2) 原码阵列x = -0.11111, y = -0.11011符号位:x0⊕y0 = 1⊕1 = 0[x]补 = 11111, [y]补 = 11011[x*y]补 = 0,11010,00101直接补码阵列[x*y]补 = 0,11010,00101（直接补码阵列不要求）带求补器的补码阵列【篇二：计算机组成原理课后答案第四章_庞海波】>1．解释下列概念主存、辅存、 cache、 ram、 sram、 dram、rom、 prom、 eprom、 eeprom、 cdrom、 flash memory 答：主存：与 cpu 直接交换信息，用来存放数据和程序的存储器。
汇编语言设计-半导体存储器
I/O4∽1
1K4
数据线、读/写控制线并联,
A9∽0
由片选信号来区分各芯片的
CS WE
CS
地址范围。
I/O4∽1
1K4
A9∽0 CS WE
WR
当把容量较小的芯片组成容量较大的存储器时, 需要用 到地址译码器, 以便将地址码翻译成相应的控制信号, 且 用它去控制芯片的片选信号CS。 例如: 试用16K8位的SRAM芯片构成一个64KB的RAM 系统。
片经多次拔插后, 容易损坏管脚; 而且擦除后重写的次数
也是有限的, 多次的拔插降低了芯片的使用寿命。 E2PROM则是一种不需要从电路板上拔下, 而直接在线
用电信号进行擦除的EPROM芯片, 对它的编程也在线操
作,因此, 使用寿命长、改写操作步骤简单。 2、不挥发RAM-NV RAM NV RAM的性能同RAM类似, 但掉电后信息不会丢失(挥
第二节 读写存储器RAM
一、静态MOS RAM 1、基本存储电路 思考：静态MOS六管基本存储电路的结构特点及读写
工作原理。
2、RAM的组成原理(存储器的结构)
AA10 AN-1
•••
地址 译码器
•••
存储矩阵 2NM
•••
三态数据 缓冲器
•••
D0 D1 DM-1
R/W CS
控制逻辑
⑴、存储矩阵
数据线分别单独引出。
例:将1K4位的SRAM芯片组合成1KB的存储器。
分析:采用两块1K4位的RAM芯片,其中一片的数据线
与CPU数据线的低4位相连,另一块的数据线与数据总线
的高4位相连。如图示：
D0
说明：WE通常由CPU的WR
• •
信号控制;CS由地址译码控制。 •
SRAM
SRAM、DRAM、SDRAM、DDRSDRAM、RDRAM、SARAM、SDRAM、NAND_F/NOR_F2007-11-29 09:16一、 SRAM(Static Random Access Memory)与DRAM(Dynamic Random Access Memory)这是根据内存的工作原理划分出的两种内存。
DRAM表示动态随机存取存储器。
这是一种以电荷形式进行存储的半导体存储器。
DRAM中的每个存储单元由一个晶体管和一个电容器组成。
数据存储在电容器中。
电容器会由于漏电而导致电荷丢失，因而DRAM器件是不稳定的。
为了将数据保存在存储器中，DRAM器件必须有规律地进行刷新。
而SRAM是静态的，因此只要供电它就会保持一个值。
一般而言，SRAM 比DRAM 要快，这是因为SRAM没有刷新周期。
每个SRAM存储单元由6个晶体管组成，而DRAM存储单元由一个晶体管和一个电容器组成。
相比而言，DRAM比SRAM每个存储单元的成本要高。
照此推理，可以断定在给定的固定区域内DRAM的密度比SRAM 的密度要大。
SRAM常常用于高速缓冲存储器，因为它有更高的速率；而DRAM常常用于PC中的主存储器，因为其拥有更高的密度。
二、SDRAM(Synchronous DRAM)、DDRSDRAM(Dual Data Rate SDRAM)和RDRAM(Rambus DRAM)这是计算机内存市场上对内存的分类方式，这些内存都属于上面提到的DRAM。
SDRAMSDRAM中文名字是“同步动态随机存储器”，意思是指理论上其速度可达到与CPU同步。
自从Pentium时代以来，SDRAM就开始了其不可动摇的霸主地位。
这种主体结构一直延续至今。
成为市场上无可争议的内存名称的代名词。
台式机使用的SDRAM一般为168线的管脚接口，具有64bit的带宽，工作电压为3.3伏，目前最快的内存模块为5.5纳秒。
由于其最初的标准是采用将内存与CPU 进行同步频率刷新的工作方式，因此，基本上消除了等待时间，提高了系统整体性能。
3.2 SRAM存储器
A11 A10 A9 A8 A0 片选 译码
8根数据线
CS0
CS1
CS2
CS3
D7
D0 WE
... ..
1K×4
..
1K×4
..
1K×4
..
1K×4
..
1K×4
..
1K×4
..
1K×4
..
1K×4
……
2. 存储器与 CPU 的连接
(1) 地址线的连接 (2) 数据线的连接 (3) 读/写线的连接
3.2 SRAM存储器
• 主存（内部存储器）是半导体存储器。根 据信息存储的机理不同可以分为两类：
– 静态读写存储器(SRAM)：存取速度快，存储 容量小 – 动态读写存储器(DRAM)：存储容量大，存取 速度慢。
3.2 SRAM存储器
一、基本的静态存储元阵列（64×4位） 1、存储位元 2、三组信号线
00000H 32KB ROM 96KB RAM 07FFFH 08000H
1FFFFH
（2）由题知：ROM区的容量为32KB， RAM区 的容量为96KB，利用32KB×8位RAM芯片和 32KB×4位ROM芯片，设计128KB×8位存储 器，需要RAM芯片：96/32=3（片）；需要 ROM芯片：8/4=2（片）。 其中，两片ROM芯片串联后，与3片RAM 芯片并联。17条地址线中，15条低位地址线 连接到芯片，2位高位地址线利用2：4译码器 生成片选信号。存储器与CPU连接的示意图 如下：
• 分散式刷新：把一个存储系统周期tc分为两半，周 期前半段时间tm用来读/写操作或维持信息，周期后 半段时间tr作为刷新操作时间。这样，每经过128个 系统周期时间，整个存储器便全部刷新一遍。
半导体存储器题库
半导体存储器题库
1. 半导体存储器按照存取功能可以分为哪两类？
A. 只读存储器和随机存储器
B. 磁表面存储器和半导体存储器
C. 主存储器和外存储器
D. 硬盘和软盘
2. ROM代表什么类型的存储器？
A. 只读存储器
B. 随机存储器
C. 缓冲存储器
D. 高速缓存存储器
3. RAM代表什么类型的存储器？
A. 只读存储器
B. 随机存储器
C. 缓冲存储器
D. 高速缓存存储器
4. EEPROM是什么类型的存储器？
A. 只读存储器
B. 随机存储器
C. 可编程只读存储器
D. 可擦除可编程只读存储器
5. EPROM是什么类型的存储器？
A. 只读存储器
B. 随机存储器
C. 可编程只读存储器
D. 可擦除可编程只读存储器
6. 半导体存储器的优点是什么？
A. 容量大、速度快、功耗低、体积小、可靠性高
B. 容量小、速度快、功耗低、体积大、可靠性高
C. 容量大、速度快、功耗高、体积小、可靠性低
D. 容量小、速度快、功耗高、体积小、可靠性低
7. 下列哪个不是半导体存储器的缺点？
A. 需要定期刷新
B. 数据易丢失
C. 存取速度慢
D. 集成度低
8. 半导体存储器的刷新周期是由什么决定的？
A. 存储单元的个数
B. 存取周期的时间长度
C. 刷新电路的工作原理
D. 数据在内存中存放的时间长度。
计算机组成原理习题答案第六章
１．如何区别存储器和寄存器？两者是一回事的说法对吗？解：存储器和寄存器不是一回事。
存储器在CPU 的外边，专门用来存放程序和数据，访问存储器的速度较慢。
寄存器属于CPU 的一部分，访问寄存器的速度很快。
２．存储器的主要功能是什么？为什么要把存储系统分成若干个不同层次？主要有哪些层次？解：存储器的主要功能是用来保存程序和数据。
存储系统是由几个容量、速度和价存储系统和结构各不相同的存储器用硬件、软件、硬件与软件相结合的方法连接起来的系统。
把存储系统分成若干个不同层次的目的是为了解决存储容量、存取速度和价格之间的矛盾。
由高速缓冲存储器、主存储器、辅助存储器构成的三级存储系统可以分为两个层次，其中高速缓存和主存间称为Cache －主存存储层次（Cache 存储系统）；主存和辅存间称为主存—辅存存储层次（虚拟存储系统）。
３．什么是半导体存储器？它有什么特点？解：采用半导体器件制造的存储器，主要有MOS 型存储器和双极型存储器两大类。
半导体存储器具有容量大、速度快、体积小、可靠性高等特点。
半导体随机存储器存储的信息会因为断电而丢失。
４．SRAM 记忆单元电路的工作原理是什么？它和DRAM 记忆单元电路相比有何异同点？解：SRAM 记忆单元由６个MOS 管组成，利用双稳态触发器来存储信息，可以对其进行读或写，只要电源不断电，信息将可保留。
DRAM 记忆单元可以由４个和单个MOS管组成，利用栅极电容存储信息，需要定时刷新。
５．动态RAM 为什么要刷新？一般有几种刷新方式？各有什么优缺点？解：DRAM 记忆单元是通过栅极电容上存储的电荷来暂存信息的，由于电容上的电荷会随着时间的推移被逐渐泄放掉，因此每隔一定的时间必须向栅极电容补充一次电荷，这个过程就叫做刷新。
常见的刷新方式有集中式、分散式和异步式３种。
集中方式的特点是读写操作时不受刷新工作的影响，系统的存取速度比较高；但有死区，而且存储容量越大，死区就越长。
分散方式的特点是没有死区；但它加长了系统的存取周期，降低了整机的速度，且刷新过于频繁，没有充分利用所允许的最大刷新间隔。
填空题
现代计算机常用的外存储器硬盘采用了磁性材料作为存储介质，而内存储器选取了【1】材料制成的集 成电路作为存储介质。 硬盘的平均等待时间为4ms，平均寻道时间为6ms，平均访问时间为【1】。 一架数码相机，一次可以连续拍摄65536色的1024×1024的彩色相片40张，如不进行数据压缩，则它 使用的flash存储器容量至少是【1】MB。 在主存储器地址被选定后，主存储器读出数据并送到CPU所需要的时间称为这个主存储器的【1】时间 。 DVD驱动器在读取单面双层DVD光盘时，使用【1】种不同的焦距。 21英寸显示器的21英寸是指显示屏的【1】长度。 BIOS是【1】_的缩写，放在主板上只读存储器芯片中的机器语言程序。 Cache的一个重要性能指标是【1】率，即CPU需要的指令或数据在cache中能直接找到的概率。 CD-R的特点是可以【1】_或读出信息，但不能擦除。 CMOS芯片存储了用户对计算机硬件所设置的系统配置信息，如系统日期时间和机器密码等。在机器电 源关闭后，CMOS芯片由【1】供电可保持芯片内存储的信息不丢失。 CPU是计算机硬件的重要组成部分，其结构主要由【1】、控制器和寄存器三部分组成。 CPU中用于分析指令操作码以确定需要执行什么操作的部件是指【1】部件。 CPU主要由运算器和控制器组成，其中运算器用来对数据进行各种算术运算和【1】运算。 CRT显示器的认证有多种，支持能源之星标准显示器能够有效地节省【1】。 CRT显示器的主要性能指标包括：显示屏的尺寸、显示器的【1】、刷新速率、像素的颜色数目、辐射 和环保。 CRT显示器上构成图像的最小单元（或图像中的一个点）称为【1】。 CRT显示器所显示的信息每秒钟更新的次数称为【1】速率，它影响到显示器显示信息的稳定性。 DIMM内存条的触点分布在内存条的【1】面，所以又被称为双列直插式内存条。 I/O总线上有三类信号：数据信号、控制信号和【1】信号。 IEEE1394接口又称为FireWire，用于连接高速传输大量数据的【1】设备。 Intel公司在开发新的微处理器时，采用逐步扩充指令系统的做法，目的是与老的微处理器保持向下【 1】。 MOS型半导体存储器芯片可以分为DRAM和SRAM两种，PC机中内存条一般由其中的【1】_芯片组成。 PCI总线最高可支持【1】位数据线宽度，传输速率高，且成本较低，用于挂接速度比较高的外设。 PC机I/O接口可分为多种类型，若按数据传输方式的不同可以分为【1】和并行两种类型的接口。 PC机中的日期和时间信息将保存在主板上的【1】中。 PC机中每种I/O设备都有各自专用的【1】，它们负责对I/O设备进行控制，完成I/O操作。 PC机主板上有两块特别的集成电路,一块是ROM存储芯片，其中存放的是【1】,它是PC机软件中最基础 的部分，另一块集成电路是CMOS存储芯片。 Pentium 4微处理器的外部数据线数目是64条，通用寄存器位数是32位，该微处理器的字长是【1】位 。 Pentium4的地址线数目是36，它可支持的最大物理存储空间为【1】GB Pentium处理器为了提高处理速度，它既有处理整数的定点运算器，也有处理【1】的浮点运算器。 USB接口可以为连接的I/O设备提供+【1】V，100~500mA的电源。 第 10 页，共 28 页
嵌入式存储器及系统结构
上面那个系统的外围器件比较多,电路也比较复杂. 对于很多的嵌入式系统,如小型手持设备而言,出于硬件成 本,PCB板面积等因素的考虑,往往去掉其它一些器件. 比如,在自带Nand Flash的情况下,可用NandFlash代替 EEPROM和NorFlash.如有些MCU自带USB控制器和 LCD Driver,RTC等,就可以省去这些外围电路.但需要 一个MCU/MPU能直接运行的Bootloader程序对存放在 NandFlash的程序进行引导.该BootLoader程序必须带有 NandFlash驱动. 对于另外一些MPU,由于自身并不带有RAM和ROM,就需 要扩展相应的电路. 对于某些MCU/MPU,其内置的ROM自带有Bootloader.
嵌入式存储器及系统结构嵌入式系统结构嵌入式系统体系结构嵌入式系统软件结构嵌入式系统的组成结构嵌入式系统的结构嵌入式系统的存储结构嵌入式系统结构图嵌入式系统数据结构嵌入式存储器
嵌入式存储器及系统结构
李 立华 2007.04.13
目录
1.嵌入式存储器简介 嵌入式存储器简介
1.1 常用存储器简介
1.嵌入式系统存储器 1.嵌入式系统存储器
对NandFlash而言,h读写流程图.
写数据
读数据
事实上,在写数据时,还要先对擦除NandFlash. 在送地址和数据时,NandFlash通过I/O总线依次送入地址和数据,而 且读写是以块为单位进行操作. 这样,如果要访问NandFlash内的数据,必段以块中的页为单位,根据 所指定的块和页将该页的数据读入内存,然后根据内存中的相对地址 对该数据进行访问. 该原理和PC机的硬盘工作机理很相似. 如果需要将NandFlash作程序存储器,需要注意以下事项: (1)由于NandFlash出错和出现坏块的机会比NorFlash大得多,而程序出 错后的问题往往是致命的.所以必须有错误冗余校验机制和纠错机制. (2)由于MCU/MPU不能直接对NandFlash程序和数据进行访问,所以必 须有一个BootLoader程序将NandFlash程序映射到RAM中才可以执行. 也就是说在该单片机系统中,必须有一个ROM存储引导程序.该引 导程序一般说来是很精巧的. 在该BootLoader,必须包含NandFlash读驱动程序. 需要注意的是,该处的BootLoader和我们PC机的Boot是有区别的,而 更像PC机的BIOS程序. (3)用NandFlash存储程序的系统一般都用于程序量比较大,且要求带有 NandFlash存储器的系统.
微机接口ppt课件第6章微型计算机中的存储器
程写入。 2021/8/17
42
电可擦除可编程只读存储器EEPROM （Electrically EPROM）：与EPROM类似， 只是使用电信号进行擦除，比EPROM更为 方便。
闪速存储器（Flash Memory）：新型的 半导体存储器，具有非易失性、电擦除 性和高可靠性。
2021/8/17
2021/8/17
19
计算地址范围的方法是： 译码器的输入信号（A19~A13）为0011111
（高7位地址）， 低13位地址（A12~A0）可以是全0到全1之间。
2021/8/17
20
2021/8/17
图6-4 6264的全地址译码连接
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只将系统总线的部分高位地址线作为译码器 的输入，从而得到存储器芯片地址范围的译 码连接方式称为部分地址译码连接。
每个存储矩阵由7条行地址线和7条列地址线 选择相应的存储单元。
7条行地址线经过译码器产生128条行选择线， 可选择128行；
7条列地址线经过译码器产生128条列选择线， 可选择128列。
2021/8/17
28
2021/8/17
29
2．动态RAM 2164的工作过程
2021/8/17
30
2021/8/17
2021/8/17
24
1．2164的引脚及内部结构
2164是一个64K×1位的动态RAM芯片 其引脚包含8条地址线A0~A7 数据输入端DIN，数据输出端DOUT 行地址选通RAS，列地址选通CAS 写允许端WE（高电平时为数据读出，低
电平时为数据写入），如图6-6所示。
2021/8/17
由于16K=214，故每个芯片有14位地址线，8 条数据线。
半导体存储器的分类
半导体存储器的分类作者去者日期 2010-3-20 14:27:0021．按制造工艺分类半导体存储器可以分为双极型和金属氧化物半导体型两类。
双极型（bipolar）由TTL晶体管逻辑电路构成。
该类存储器件的工作速度快，与CPU处在同一量级，但集成度低，功耗大，价格偏高，在微机系统中常用做高速缓冲存储器cache。
金属氧化物半导体型，简称MOS型。
该类存储器有多种制造工艺，如NMOS, HMOS, CMOS, CHMOS等，可用来制造多种半导体存储器件，如静态RAM、动态RAM、EPROM等。
该类存储器的集成度高，功耗低，价格便宜，但速度较双极型器件慢。
微机的内存主要由MOS型半导体构成。
2．按存取方式分类半导体存储器可分为只读存储器（ROM）和随机存取存储器（RAM）两大类。
ROM是一种非易失性存储器，其特点是信息一旦写入，就固定不变，掉电后，信息也不会丢失。
在使用过程中，只能读出，一般不能修改，常用于保存无须修改就可长期使用的程序和数据，如主板上的基本输入/输出系统程序BIOS、打印机中的汉字库、外部设备的驱动程序等，也可作为I/O数据缓冲存储器、堆栈等。
RAM是一种易失性存储器，其特点是在使用过程中，信息可以随机写入或读出，使用灵活，但信息不能永久保存，一旦掉电，信息就会自动丢失，常用做内存，存放正在运行的程序和数据。
（1）ROM的类型根据不同的编程写入方式，ROM分为以下几种。
① 掩膜ROM掩膜ROM存储的信息是由生产厂家根据用户的要求，在生产过程中采用掩膜工艺（即光刻图形技术）一次性直接写入的。
掩膜ROM一旦制成后，其内容不能再改写，因此它只适合于存储永久性保存的程序和数据。
② PROMPROM（programmable ROM）为一次编程ROM。
它的编程逻辑器件靠存储单元中熔丝的断开与接通来表示存储的信息：当熔丝被烧断时，表示信息“0”；当熔丝接通时，表示信息“1”。
由于存储单元的熔丝一旦被烧断就不能恢复，因此PROM存储的信息只能写入一次，不能擦除和改写。
存储器系统
位扩展例
• 用8片2164A芯片构成64KB存储器
DB D0 2164A D1 2164A A0~A7 LS158 A0~A7 A8~A15 D7 2164A
AB
位扩展方法：
• 将每片的地址线、控制线并联，数据线 分别引出
• 位扩展特点：
存储器的单元数不变，位数增加
字扩展
• 地址空间的扩展。芯片每个单元中的字长满足， 但单元数不满足
• 扩展原则：
每个芯片的地址线、数据线、控制线并联，仅片 选端分别引出，以实现每个芯片占据不同的地 址范围
字扩展例
• 用两片64K×8位的SRAM芯片构成容量为128KB的存储器
数据总线DB
MEMW MEMR
D0～D7
D0～D7 MEMW MEMR Y3 OR WE 64Kx8 CS A0～A15
A7
×8片
B
S
RAS 0 CAS 0 WE
~
D0
~
D7
三、存储器扩展技术
用多片存储芯片构成一个需要的内存空间， 它们在整个内存中占据不同的地址范围，任 一时刻仅有一片（或一组）被选中——存储 器的扩展。
位扩展 字扩展 字位扩展
位扩展
• 存储器的存储容量等于： 单元数×每单元的位数
字节数 字长
• 当构成内存的存储器芯片的字长小于内 存单元的字长时，就要进行位扩展，使 每个单元的字长满足要求
第五章
存储器系统
1
5-1 概 述
一、存储器的分类 1、按工作性质分类 • 内部存储器 作用：用于存储当前运行所需要的程序和数据， 和CPU直接交换信息。 特点：容量小，工作速度高。 • 外部存储器 作用：用于存放当前不参加运行的程序和数据， 一般和内存交换信息。 特点：容量大，存取速度较慢。
存储器系统(6116)
第4章存储器系统引入：电子计算机是20世纪人类最伟大的发明之一。
随着计算机的广泛应用，人类社会生活的各个方面都发生了巨大的变化。
特别是微型计算机技术和网络技术的高速发展，计算机逐渐走进了人们的家庭，正改变着人们的生活方式。
计算机逐渐成为人们生活和工作不可缺少的工具，掌握计算机的使用也成为人们必不可少的技能。
本章知识要点：1）存储器的分类和三层体系结构2）RAM、ROM芯片的结构、工作原理3）存储器的扩展方法4）高速缓冲存储器技术5）虚拟存储器技术6）存储保护4.1 存储器概述4.1.1 存储器的分类在计算机的组成结构中，有一个很重要的部分，就是存储器。
存储器是一种记忆部件，是用来存储程序和数据的，对于计算机来说，有了存储器，才有记忆功能，才能保证正常工作。
存储器的种类很多，常用的分类方法有以下几种。
一、按其用途分（1）内存储器内存储器又叫内存，是主存储器。
用来存储当前正在使用的或经常使用的程序和数据。
CPU可以对他直接访问，存取速度较快。
（2）外存储器外存储器又叫外存，是辅助存储器。
外存通常是磁性介质或光盘，像硬盘，软盘，磁带，CD等，能长期保存信息，并且不依赖于电来保存信息，但是由机械部件带动，速度与CPU相比就显得慢的多。
外存的特点是容量大，所存的信息既可以修改也可以保存。
存取速度较慢，要用专用的设备来管理。
计算机工作时，一般由内存ROM中的引导程序启动程序，再从外存中读取系统程序和应用程序，送到内存的RAM中，程序运行的中间结果放在RAM中,（内存不够是也可以放在外存中）程序的最终结果存入外部存储器。
二、按存储介质分（1）半导体存储器早期的半导体存储器，普遍采用典型的晶体管触发器和一些选择电路构成的存储单元。
现代半导体存储器多为用大规模集成电路工艺制成的一定容量的芯片，再由若干芯片组成大容量的存储器。
半导体存储器又分为双极型半导体存储器和MOS 型半导体存储器。
（2）磁表面存储器再金属或非金属基体的表面上，涂敷一层磁性材料作为记录介质，这层介质称为磁层。
《微机原理及应用》复习精华
EPROM：可紫外线擦除的可编程 ROM
EEPROM：可电擦除的可编程 ROM
2．典型存储器芯片及容量
SRAM
EPROM
E 2 PROM
6264： 8K×8bit
2764： 8K×8bit
28C64： 8K×8bit
62128：16K×8bit
27128：16K×8bit
28C128：16K×8bit
2．8086 与 8088 主要区别： ①外部数据总线位数的差别：8086 是 16 位，8088 是 8 位； ②指令队列容量的差别：8086 指令队列可容纳 6 个字节，8088 只能容纳 4 个字节；
《微机原理及应用》复习精华 第 3 页
淮阴工学院
科学男孩 /kexuenanhai
______
______
连），WE是★★★（一般与 CPU 的WR直接相连），还有地址线 A..和数据线 D..(这
两者一般与 CPU 对应连接即可)。
③当还有 74LS373、Intel8282 等芯片时，一般将 CPU 的地址锁存允许信号
ALE 接至芯片的使能端，将 CPU 的 AD7~AD0 接至芯片的 I7~I0，将芯片的 O7~O0 接至存储器的 A7~A0 .
62256：32K×8bit
27256：32K×8bit
大学_《微型计算机原理及应用》(吴宁著)课后习题答案下载
《微型计算机原理及应用》(吴宁著)课后习题答案下载《微型计算机原理及应用》(吴宁著)内容提要目录第1章计算机基础1.1 数据、信息、媒体和多媒体1.2 计算机中数值数据信息的表示1.2.1 机器数和真值1.2.2 数的表示方法——原码、反码和补码1.2.3 补码的运算1.2.4 定点数与浮点数1.2.5 BCD码及其十进制调整1.3 计算机中非数值数据的信息表示1.3.1 西文信息的表示1.3.2 中文信息的表示1.3.3 计算机中图、声、像信息的表示1.4 微型计算机基本工作原理1.4.1 微型计算机硬件系统组成1.4.2 微型计算机软件系统1.4.3 微型计算机中指令执行的基本过程 1.5 评估计算机性能的主要技术指标1.5.1 CPU字长1.5.2 内存储器与高速缓存1.5.3 CPU指令执行时间1.5.4 系统总线的传输速率1.5.5 iP指数1.5.6 优化的内部结构1.5.7 I/O设备配备情况1.5.8 软件配备情况习题1第2章 80x86/Pentium微处理器2.1 80x86/Pentium微处理器的内部结构 2.1.1 8086/8088微处理器的基本结构2.1.2 80386CPU内部结构2.1.3 80x87数学协处理器2.1.4 Pentium CPU内部结构2.2 微处理器的主要引脚及功能2.2.1 8086/8088 CPU引脚功能2.2.2 80386 CPU引脚功能2.2.3 Pentium CPU引脚功能2.3 系统总线与典型时序2.3.1 CPU系统总线及其操作2.3.2 基本总线操作时序2.3.3 特殊总线操作时序2.4 典型CPU应用系统2.4.1 8086/8088支持芯片2.4.2 8086/8088单CPU(最小模式)系统 2.4.3 8086/8088多CPU(最大模式)系统 2.5 CPU的工作模式2.5.1 实地址模式2.5.2 保护模式2.5.3 虚拟8086模式2.5.4 系统管理模式2.6 指令流水线与高速缓存2.6.1 指令流水线和动态分支预测2.6.2 片内高速缓存2.7 64位CPU与多核微处理器习题2第3章 80x86/Pentium指令系统3.1 80x86/Pentium指令格式3.2 80x86/Pentium寻址方式3.2.1 寻址方式与有效地址EA的概念 3.2.2 各种寻址方式3.2.3 存储器寻址时的段约定3.3 8086/8088 CPU指令系统3.3.1 数据传送类指令3.3.2 算术运算类指令3.3.3 逻辑运算与移位指令3.3.4 串操作指令3.3.5 控制转移类指令3.3.6 处理器控制类指令3.4 80x86/Pentium CPU指令系统3.4.1 80286 CPU的增强与增加指令 3.4.2 80386 CPU的增强与增加指令 3.4.3 80486 CPU增加的指令3.4.4 Pentium系列CPU增加的指令 3.5 80x87浮点运算指令3.5.1 80x87的数据类型与格式3.5.2 浮点寄存器3.5.3 80x87指令简介习题3第4章汇编语言程序设计4.1 程序设计语言概述4.2 汇编语言的程序结构与语句格式 4.2.1 汇编语言源程序的框架结构4.2.2 汇编语言的语句4.3 汇编语言的伪指令4.3.1 基本伪指令语句4.3.2 80x86/Pentium CPU扩展伪指令 4.4 汇编语言程序设计方法4.4.1 程序设计的基本过程4.4.2 顺序结构程序设计4.4.3 分支结构程序设计4.4.4 循环结构程序设计4.4.5 子程序设计与调用技术4.5 模块化程序设计技术4.5.1 模块化程序设计的特点与规范4.5.2 程序中模块间的关系4.5.3 模块化程序设计举例4.6 综合应用程序设计举例4.6.1 16位实模式程序设计4.6.2 基于32位指令的实模式程序设计 4.6.3 基于多媒体指令的实模式程序设计 4.6.4 保护模式程序设计4.6.5 浮点指令程序设计4.7 汇编语言与C/C 语言混合编程4.7.1 内嵌模块方法4.7.2 多模块混合编程习题4第5章半导体存储器5.1 概述5.1.1 半导体存储器的分类5.1.2 存储原理与地址译码5.1.3 主要性能指标5.2 随机存取存储器(RAM)5.2.1 静态RAM(SRAM)5.2.2 动态RAM(DRAM)5.2.3 随机存取存储器RAM的应用5.3 只读存储器(ROM)5.3.1 掩膜ROM和PROM5.3.2 EPROM(可擦除的PROM)5.4 存储器连接与扩充应用5.4.1 存储器芯片选择5.4.2 存储器容量扩充5.4.3 RAM存储模块5.5 CPU与存储器的典型连接5.5.1 8086/8088 CPU的'典型存储器连接5.5.2 80386/Pentium CPU的典型存储器连接 5.6 微机系统的内存结构5.6.1 分级存储结构5.6.2 高速缓存Cache5.6.3 虚拟存储器与段页结构习题5第6章输入/输出和中断6.1 输入/输出及接口6.1.1 I/O信息的组成6.1.2 I/O接口概述6.1.3 I/O端口的编址6.1.4 简单的I/O接口6.2 输入/输出的传送方式6.2.1 程序控制的输入/输出6.2.2 中断控制的输入/输出6.2.3 直接数据通道传送6.3 中断技术6.3.1 中断的基本概念6.3.2 中断优先权6.4 80x86/Pentium中断系统6.4.1 中断结构6.4.2 中断向量表6.4.2 中断响应过程6.4.3 80386/80486/Pentium CPU中断系统6.5 8259A可编程中断控制器6.5.1 8259A芯片的内部结构与引脚6.5.2 8259A芯片的工作过程及工作方式 6.5.3 8259A命令字6.5.4 8259A芯片应用举例6.6 82380可编程中断控制器6.6.1 控制器功能概述6.6.2 控制器主要接口信号6.7 中断程序设计6.7.1 设计方法6.7.2 中断程序设计举例习题6第7章微型机接口技术7.1 概述7.2 可编程定时/计数器7.2.1 概述7.2.2 可编程定时/计数器82537.2.3 可编程定时/计数器82547.3 可编程并行接口7.3.1 可编程并行接口芯片8255A7.3.2 并行打印机接口应用7.3.3 键盘和显示器接口7.4 串行接口与串行通信7.4.1 串行通信的基本概念7.4.3 可编程串行通信接口8251A7.4.3 可编程异步通信接口INS82507.4.4 通用串行总线USB7.4.5 I2C与SPI串行总线7.5 DMA控制器接口7.5.1 8237A芯片的基本功能和引脚特性 7.5.2 8237A芯片内部寄存器与编程7.5.3 8237A应用与编程7.6 模拟量输入/输出接口7.6.1 概述7.6.2 并行和串行D/A转换器7.6.3 并行和串行A/D转换器习题7第8章微型计算机系统的发展8.1.1 IBM PC/AT微机系统8.1.2 80386、80486微机系统8.1.3 Pentium及以上微机系统8.2 系统外部总线8.2.1 ISA总线8.2.2 PCI局部总线8.2.3 AGP总线8.2.4 PCI Express总线8.3 网络接口与网络协议8.3.1 网络基本知识8.3.2 计算机网络层次结构8.3.3 网络适配器8.3.4 802.3协议8.4 80x86的多任务保护8.4.1 保护机制与保护检查8.4.2 任务管理的概念8.4.3 控制转移8.4.4 虚拟8086模式与保护模式之间的切换 8.4.5 多任务切换程序设计举例习题8参考文献《微型计算机原理及应用》(吴宁著)目录本书是普通高等教育“十一五”国家级规划教材和国家精品课程建设成果，以教育部高等学校非计算机专业计算机基础课程“基本要求V4.0”精神为指导，力求做到“基础性、系统性、实用性和先进性”的统一。
存储器的发展
现代计算机存储器件的发展历史和趋势1. 存储器简介存储器(Memory)是计算机系统中的记忆设备，用来存放程序和数据。
计算机中的全部信息，包括输入的原始数据、计算机程序、中间运行结果和最终运行结果都保存在存储器中。
它根据控制器指定的位置存入和取出信息。
自世界上第一台计算机问世以来，计算机的存储器件也在不断的发展更新，从一开始的汞延迟线，磁带，磁鼓，磁芯，到现在的半导体存储器，磁盘，光盘，纳米存储等，无不体现着科学技术的快速发展。
2. 半导体存储器由于对运行速度的要求，现代计算机的内存储器多采用半导体存储器。
半导体存储器包括只读存储器(ROM)和随机读写存储器(RAM)两大类。
2.1 只读存储器ROM 是路线最简单的半导体电路，通过掩模工艺，一次性创造，在元件正常工作的情况下，其中的代码与数据将永久保存，并且不能够进行修改。
普通地，只读存储器用来存放固定的程序和数据，如微机的监控程序、BIOS (基本输入/输出系统Basic Input/Output System) 、汇编程序、用户程序、数据表格等。
根据编程方法不同，ROM 可分为以下五种：1、掩码式只读存储器，这种ROM 在创造过程中，其中的数据已经事先确定了，于是只能读出，而不能再改变。
它的优点是可靠性高，价格便宜，适宜批量生产。
2、可一次性编程只读存储器(PROM)，为了使用户能够根据自己的需要来写ROM，厂家生产了一种PROM。
允许用户对其进行一次编程——写入数据或者程序。
一旦编程之后，信息就永久性地固定下来。
用户可以读出和使用，但再也无法改变其内容。
3、可擦可编程只读存储器(EPROM)，这是一种具有可擦除功能，擦除后即可进行再编程的ROM 内存，写入前必须先把里面的内容用紫外线照射它的IC 卡上的透明视窗的方式来清除掉。
4、电可擦可编程只读存储器(EEPROM)，功能与EPROM 一样，不同之处是清除数据的方式，它是以约20V 的电压来进行清除的。
存储器分类及功能大全
RAM/ROM存储器ROM和RAM指的都是半导体存储器，RAM是Random Access Memory的缩写，ROM是Read Only Memory的缩写。
ROM在系统停止供电的时候仍然可以保持数据，而RAM通常都是在掉电之后就丢失数据，典型的RAM就是计算机的内存。
一、 RAM有两大类：1、静态RAM（Static RAM，SRAM），静态的随机存取存储器，加电情况下，不需要刷新，数据不会丢失；而且，一般不是行列地址复用的。
SRAM速度非常快，是目前读写最快的存储设备了，但是它也非常昂贵，所以只在要求很苛刻的地方使用，譬如CPU的一级缓冲，二级缓冲。
但是SRAM也有它的缺点，即它的集成度较低，相同容量的DRAM内存可以设计为较小的体积，而SRAM却需要很大的体积，所以在主板上SRAM存储器要占用一部分面积。
优点：速度快，不必配合内存刷新电路，可提高整体的工作效率。
缺点：集成度低，功耗较大，相同的容量体积较大，而且价格较高，少量用于关键性系统以提高效率。
2、动态RAM（Dynamic RAM，DRAM），动态随机存取存储器，需要不断的刷新，才能保存数据。
而且是行列地址复用的，许多都有页模式。
DRAM利用MOS管的栅电容上的电荷来存储信息，一旦掉电信息会全部的丢失，由于栅极会漏电，所以每隔一定的时间就需要一个刷新机构给这些栅电容补充电荷，并且每读出一次数据之后也需要补充电荷，这个就叫动态刷新，所以称其为动态随机存储器。
由于它只使用一个MOS管来存信息，所以集成度可以很高，容量能够做的很大。
DRAM保留数据的时间很短，速度也比SRAM慢，不过它还是比任何的ROM都要快；DRAM存储单元的结构非常简单，所以从价格上来说它比SRAM要便宜很多，计算机内存就是DRAM的。
DRAM分为很多种，常见的主要有FPRAM/ FastPage、EDORAM、SDRAM、DDRRAM、RDRAM、SGRAM以及WRAM等 I.SDRAM，即Synchronous DRAM（同步动态随机存储器），曾经是PC电脑上最为广泛应用的一种内存类型，即便在今天SDRAM仍旧还在市场占有一席之地。
《单译码双译码》PPT课件
人民邮电出版社
04/13/2007
每一个存储体的8位数据线并行连接到外部数据总线 D31～D0的某连续8条上，可以方便地实现32位数据的读/写 操作。但是对于8位/16位存储体读写时，或者对8位/16位I/O 端口读写时，上述的连接方式难以实现连续地址的读写。因 为存储器内部是32位数据总线，而外部是8位/16位数据总线。
第6章 存储器的工作原理
6.1
存储器
6.2
内存储器的工作原理与地址译码
6.3
微型计算机内存储器的组成
6.4
存储器的分段、分页管理
人民邮电出版社
04/13/2007
第6章 存储器的工作原理
存储器是用来存储程序和数据的，这些程序和数据 统称为信息。目前，人类已经进入信息社会，如何得到、 保存和使用信息非常重要。微型计算机的存储器可以分 为两大类，即内存储器和外存储器。内存储器也称为主 存，通过系统总线与CPU相连，用来存放正在执行的程 序和处理的数据；外存储器需要通过专门的接口电路与 主机相连，用来存放暂时不执行的程序和不处理的数据。
图6-1 最新的DDR内存条 人民邮电出版社
04/13/2007
►3．对存储器的访问
把对存储器的读/写操作称为访问。对ROM和RAM的访 问都可以按地址直接进行，而和访问顺序的先后无关，即访 问是随机的。和随机存取相对应的是按顺序存取。顺序存取 有两种方式。
一种是按先进先出的次序进行存取的。读信息的次序与 写入时的次序相同，这种存储器称为排队存储器。
04/13/2007
在8位/16位数据传送中，当微处理器写入高字节或高16 位数据时，该数据将在低字节或低16位线上重复输出。其目
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A1
译出W0～W3上的高电平信号。
地
1
址
A0
译 码
Vcc
1
器
D3’ 1 D3
A1
W3
存 储 矩
1
位 D输 2
1 D1出 线
A0
阵
1
W0W1W2W3
D0
二极管与门作译码
EN
A1A0＝00 W0＝1；
A1A0＝01 W1＝1；
A1A0＝10 W2＝1；
A1A0＝11 W3＝1；
2.举例4×4存储器（续）
A2 A1 A0 D3D2D1D0 D/A
o
0 0 0 0 000 0
0 0 1 0 01 0 2
010 0100 4
011 1000 8
1 0 0 1 1 0 0 12
1 0 1 1 001 9
1 1 0 0 11 0 6
11 1 0 011 3
0
t
译码或码制变换 － 把欲变换的编码作为地址，译码结 果或目的编码作为相应存储单元中的内容
6.2 只读存储器（ROM）
6.2.1 只读存储器概述
1.特点： ①正常条件下只能读出，不能写入； ②属于组合电路，电路简单，集成度高； ③具有信息的不易失性； ④读取时间在20ns～50ns。
2.ROM的分 类
(1)按制造工艺分
二极管ROM 双极型ROM(三极管) 单极型(MOS)
(2)按存储内容写入方式分
②存储矩阵是由存储单元排列而成，可以由二极管、三极管或 MOS管构成。每个单元存放一位二值代码。每一个或一组 存储单元对应一个地址代码。
③输出缓冲器的作用：Ⅰ、提高存储器的带负载能力，将高、 低电平转换标准的逻辑电平；
Ⅱ、实现对输出的三态控制，以便与 系统总线连接。
2.举例4×4存储器
Vcc
2位地址代码A1、A0给出4个 不同地址，4个地址代码分别
例 利用ROM实现的十进制数码显示（七段译码）
D8
A3
D1 a
a
D4
A2
D2 b
D2 D1
A1
D3 c
A0 ROM D4
D5
d e
CS
D6 f
f
b
g
e
c
OE
D7 g
d
0000 地 址 单 元 的 内 容 对 应 七 段 数 码 0
D1 D2 D4 D8
1000 地 址 单 元 的 内容对应七段数 码9
3、快闪存储器
快闪存储器既吸收了EPROM结构简单、编程可 靠的优点，又保留了E2PROM用隧道效应擦除 的快捷特性，而且集成度可以做得很高。
快闪存储器MOS管的结构－ FLASH ROM存储单元
• 工作机理与叠栅MOS管相同 • 结构：快闪存储器MOS管的源极 N+ 区
大于漏极N+区（非对称）且浮栅到P 型 衬底间的氧化绝缘层比SIMOS管的更薄
SRAM 双极型 DRAM MOS型
ROM (Read Only Memory) 只读存储器
ROM (工厂掩膜) PROM(一次编程) EPROM(多次编程)
随机存取存储器：在运行状态可以随时进行读或写操作
RAM信息易失： 芯片必须供电才能保持存储的数据
只读存储器：通过特定方法写入数据，正常工作时只能读出 ROM信息非易失：信息一旦写入，即使断电也不会丢失
01234567
A0 0 1 1 1 1 1 1 0 7E
D1
A1 0 0 1 1 0 0 0 0 0C
D2
A2 0 1 1 0 1 1 0 1 B6
D3
A3 0 1 1 1 1 0 0 1 9E
D4
0 0 1 1 0 0 1 1 CC
上部感生出电子，可产生N 型 反型层使NMOS管导通 • 如果浮栅带负电，则在衬底上 部感生出正电荷，阻碍控制栅 开启MOS 管。开启需要更高的 电压。 • 加相同栅电压时，浮栅带电与 否，表现为MOS管的通和断
叠栅（SIMOS）管用浮栅是否 累积有负电荷来存储二值数据。
• 写入：在漏源极间加上高电压(+20V~+25V)
位输出：D3、D2、D1、D0每根位线，由不同的最小项组成， 可实现组合逻辑函数。
3. 基本应用
①字应用——由地址读出对应的字， 例实现B码→G码的转换。
B3 B3 B2 B2 B1 B1 B0 B0
0
5
10
G3 G2 G1 G0
15
二进制 G3 G2 G1 G0 0000 0 0 0 0 0001 0 0 0 1 0010 0 0 1 1 0011 0 0 1 0 0100 0 1 1 0 0101 0 1 1 1 0110 0 1 0 1 0111 0 1 0 0 1000 1 1 0 0 1001 1 1 0 1 1010 1 1 1 1 1011 1 1 1 0 1100 1 0 1 0 1101 1 0 1 1 1110 1 0 0 1 1111 1 0 0 0
第六章 半导体存储器
6.1 概述 6.2 只读存储器（ROM） 6.3 随机存取存储器（RAM） 6.4 存储器的扩展 6.5 存储器的应用
6.1 存储器概述
1. 存储器一般概念
• 存储器：专用于存放大量二进制数码的器件
• 按材料分类 1) 磁介质类——软磁盘、硬盘、磁带、… 2) 光介质类——CD、DVD、… 3) 半导体介质类——SDRAM、EEPROM、FLASH ROM、…
☆ PROM只能写一次，一旦写入就不能修改（OTP型）。 ☆基本结构同掩模ROM，由存储矩阵、地址译码和输出电路组成。 ☆出厂时在存储矩阵的所有交叉点上都做有存储单元，一般存1。 ☆存数方法：熔丝法和击穿法。
熔丝法图示
字线
Vcc bc
e
熔丝
位线
加高电压将熔丝化断， 即可将原有的1改写为0。 PROM电路见图6.6 (p205)
掩膜ROM(固定ROM)——厂家固化内容； 可编程ROM（ PROM ）——用户首次写入时决定内 容。（一次写入式）
可编程、可擦除ROM （EPROM）——可根据需要改写； 可编程、电可擦除ROM （EEPROM 即E2PROM ） 快闪存储器FLASH ROM
6.2.2掩膜ROM(固化 ROM)
隧道MOS管的结构－E2PROM的存储单元
• 工作机理与叠栅MOS管相同
• 结构特点：浮栅与漏极N区延长区有一 点交迭并且交迭处的绝缘层厚度很小
• 写入：控制栅上加高电压，漏极接地即 可对浮栅充电，电子穿透绝缘层积累在 浮栅上
• 擦除：控制栅接地，漏极接高电压即 可对浮栅放电，即为电擦除
• 读出：Gc=3V,Wi=5V • 写入：Gc=Wi=20V（脉冲） • 擦除：Gc=0, Wi=Bi=20V（脉冲） • 可擦除单个存储单元 • 芯片内部带有升压电路
6.2.4 EPROM、E2PROM、 FLASH ROM
EPROM：光擦除可编程ROM
☆紫外线照射擦除，时间长20～30分钟 ☆整片擦除 ☆写入一般需要专门的工具
E2PROM：电擦除可编程ROM
☆电擦除，一般芯片内部带有升压电路，可以直接 读写EEPROM，
☆擦除时间短(ms级)，可对单个存储单元擦除。 ☆读出：5V；擦除：20V；写入：20V。
1. EPROM集成芯片
EPROM2716
工作方式 读出 未选中 待机 编程
禁止编程
校验读出
2716工作方式
CE
OE VPP 数据线D7~D0的状态
0
0
+5V 读出的数据
×
1
Hale Waihona Puke +5V 高 阻1
× +5V 高 阻
1 +25V 写入的数据
0
1 +25V 高 阻
0
0 +25V 读出校验数据
EEPROM2864
• 按功能分类 主要分RAM和ROM两类，不过界限逐渐模糊 RAM: SDRAM, 磁盘， ROM: CD, DVD, FLASH ROM, EEPROM
讨论学习半导体介质类存储器件的结构功能和使用特点
6.1 存储器概述
2. 半导体存储器分类： RAM (Random Access Memory) 随机存取存储器
2. ROM的应用举例 （1） 用于存储固定的专用程序或数据 （2） 利用ROM可实现查表 （3） ROM 用于波形发生器 （4） 利用ROM可实现译码组合逻辑等功能
查表功能 －构造自变量与应变量的函数表
把自变量值作为地址码，其对应的函数值作为存放在 该地址内的数据，称为 “造表”；
使用时，根据输入的地址就可在输出端得到所需的函 数值，称为“查表”
6.1 存储器概述
3. 存储器的主要性能指标： 容量：存储单元总数（bit） 1Kbit=1024bit=210bit 128Mbit=134217728bit=227bit 字长：一个芯片可以同时存取的比特数 1位、4位、8位、16位、32位等等 标称：字数×位数 如4K×8位=212×8=215单元（bit） 存取时间：表明存储器工作速度 读操作和写操作时序图：存储器的工作时序关系 其它：材料、功耗、封装形式等等
D2 输
D1
出 线
00 01 10
0101 1011 0100
阵
W0W1W2W3 1 D0
2 1 11 1 1 0
EN
字线和位线的每个交叉点都是一个存储单元，在交叉点上接 二极管相当于存1，没接二极管相当于存0，交叉点的数目就是 存储容量，写成“字数×位数”的形式
简化ROM点阵图
地址
数据
A1
A1 A0 D3 D2 D1 D0
②位应用——实现组合函数