微机原理课件 第五章 存储器暗灰

地址总线， 的方式排列成矩阵。 性译码和复合译码两种方式， 片组成。优点是芯片封装时引线较少， 结构或位结构的方式排列成矩阵。 地址总线，高位地址经译码后产生片选信号 由X和Y方向同时选中的单元为所访问的存 性译码和复合译码两种方式，一般采用复合 一个芯片中同时读出，但芯片封装时引线较 和 方向同时选中的单元为所访问的存 片组成。优点是芯片封装时引线较少，例如 一个芯片中同时读出， 结构或位结构的方式排列成矩阵 1……32 储单元。若采用线性译码器，10根地址线输 选中芯片，低位地址送到存储器，由地址译 译码。 1K存储器芯片由 的位结构芯片排列成 输出 储单元。1024×1的位结构芯片排列成 访问 选中芯片，低位地址送到存储器根地址线输 译码。如若采用线性译码器， 访问它要 存储器芯片由1024×1组成，访问它要10 例如1K的存储芯片由 电路8组成 的存储芯片由128× 组成 × 组成， 多。例如 的存储芯片由 I/O电路， ， 存储器芯片由 × 组成× 组成， 驱动 32×32矩阵，A0～，有1024根输出线来选择 入到地址译码器后， 但使用芯片为8块 码器选中所需要的片内存储单元， 矩阵， 入到地址译码器后 送到X译码器 码器选中所需要的片内存储单元 根地址线和1根数据线，但使用芯片为 块 它要7根地址线和 根数据线。 ，最后在读 × 根地址线和8根数据线译码器（ 矩阵 根数据线 根数据线， 译码器 根输出线来选择 根地址线和 控制 A4送到 Y译码器 最后在读/ 它要 根地址线和 根数据线译码器（行译 。 。 输入 存储单元，结构复杂化了。 31 32 写信号控制下将存储单元内容读出或写入。 A， 送到Y译码器 译码器（ 封装引线减少，成品合格率就会提高）。 存储单元，结构复杂化了。 …列译码）。 码）， A5～电路 成品合格率就会提高。 写信号控制下将存储单元内容读出或写入 封装引线减少9送到 译码器（列译码。 。 1 2
静态RAM（Static RAM） （1）SRAM静态 ） 静态 （ ） Q 动态RAM（Dynamic RAM） （2）DRAM动态 ） 动态 （ ） 静态RAM速度非常快，只要电源存在内 速度非常快， 静态 速度非常快 DRAM的内容在但它的基本存储电路为 的内容在10-3或10-6秒之后自动消 的内容在但它的基本存储电路为6 容就不会自动消失。 容就不会自动消失。 C 失，因此必须周期性的在内容消失之前进行 管组成1位 个MOS管组成 位，因此集成度相对来说较 管组成 刷新。 刷新功耗也较大。一般，高速缓冲存储器 功耗也较大。一般， 低，。由于它的基本存储电路由一个晶体管 及一个电容组成， 及一个电容组成，因此它的集成度高， Cache用它组成。 因此它的集成度高，成本 用它组成。 用它组成 刷新 放大器 较低，另外功耗也小， 较低，另外功耗也小，但它需要一个额外的 列选 刷新电路。 运行速度较慢， 刷新电路。DRAM运行速度较慢， SRAM比 运行速度较慢 比 择信号 DRAM要快 ～5倍，一般，PC机的标准存储 要快2～ 倍 一般， 机的标准存储 要快 数据输入输出 器都采用DRAM。 器都采用 。
单管动态RAM基本存储单元 基本存储单元 单管动态
行选择信号
2. ROM只读存储器（Read Only Memory） 只读存储器（ 只读存储器 ） 可编程ROM（Programmable （1）PROM可编程 ） 可编程 （ ROM存储器是将程序和数据固化在芯片 存储器是将程序和数据固化在芯片 ROM） ） 数据只能读出，不能写入，电源关掉， 中，数据只能读出，不能写入，电源关掉， 可擦除、 （2）EPROM可擦除、可编程 ） 可擦除 可编程ROM 数据也不会丢失， 数据也不会丢失， ROM中通常存储操作系 中通常存储操作系 将设计的程序固化进行后， Erasable PROM） 内容不可更改。 将设计的程序固化进行后，ROM内容不可更改。 内容不可更改 （ ） 统的程序（ 统的程序（BIOS）或用户固化的程序。 ）或用户固化的程序。 电可擦除可编程ROM （3）EEPROM电可擦除可编程 ） 电可擦除可编程 可编程固化程序， 可编程固化程序，且在程序固化后可通 ROM按集成电路内部结构的不同，可 按集成电路内部结构的不同， 按集成电路内部结构的不同 （ ） 过紫外光照擦除， 以便重新固化新数据。 过紫外光照擦除， 以便重新固化新数据。 分为下面三种： Electrically Erasable PROM） 分为下面三种： 可编程固化程序， 可编程固化程序，并可利用电压来擦除 芯片内容，以重新编程新数据。 芯片内容，以重新编程新数据。
A0 A1 A2 A3 A4
地 址 反 相 器
X 驱 译 ┋ 动 ┋ 码 31 器 31 器 32 32
1 2
1 2
32×32=1024 × 存储单元 输出 1……32 I/O电路 电路 Y译码器 译码器 1 2 … 31 32 输出 驱动
输入
控制 电路
地址反相器 读/写 CS 写 A5 A6 A7 A8A9 图5-2 存储器芯片内部结构框图
第五章 存储器
主要内容有： 主要内容有： 1. 存储器分类（了解） 存储器分类（了解） 2. 随机存取存储器RAM（了解） （了解） 随机存取存储器 3. 只读存储器（了解） 只读存储器（了解） 4. CPU与存储器的连接（重点） 与存储器的连接（重点） 与存储器的连接 5. 存储器空间的分配和使用（了解） 存储器空间的分配和使用（了解）
5-2 随机存取存储器 随机存取存储器RAM 随机存取存储器RAM可以随时在任意 随机存取存储器 一、静态随机存取存储器SRAM 静态随机存取存储器 可以随时在任意 位置上存取信息， 位置上存取信息，根据存储器芯片内部基本 1.静态 静态RAM的构成 静态 的构成 静态RAM存储一位信息的单元电路可以 静态 存储一位信息的单元电路可以 单元电路的结构， 分为静态RAM和动 单元电路的结构，RAM分为静态 分为静态 和动 用双极型器件构成，也可以用MOS器件构成。 器件构成。 用双极型器件构成，也可以用 器件构成 态RAM。 。 静态RAM的单元电路通常是由 个MOS管子 的单元电路通常是由6个 静态 的单元电路通常是由 管子 组成的双稳态触发器电路， 组成的双稳态触发器电路，可以用来存储信 状态能一直保持， 息0或1，只要不掉电，0或1状态能一直保持， 或 ，只要不掉电， 或 状态能一直保持 新的数据。 除非重新通过写操作写入 新的数据。同样对 存储器单元信息的读出过程也是非破坏性的， 存储器单元信息的读出过程也是非破坏性的， 读出操作后，所保存的信息不变。 读出操作后，所保存的信息不变。
使用静态RAM的优点是访问速度快，访 的优点是访问速度快， 使用静态 的优点是访问速度快 问周期达20～ 工作稳定， 问周期达 ～40ns。静态 。静态RAM工作稳定，不 工作稳定 需要进行刷新，外部电路简单， 需要进行刷新，外部电路简单，但基本存储 单元所包含的管子数目较多，且功耗也较大， 单元所包含的管子数目较多，且功耗也较大， 它适合在小容量存储器中使用。 它适合在小容量存储器中使用。 静态RAM通常由地址译码器、存储矩阵、 通常由地址译码器、存储矩阵、 静态 通常由地址译码器 控制逻辑和三态数据缓冲器组成， 控制逻辑和三态数据缓冲器组成，存储器芯 片内部结构框图如图5-2所示 所示。 片内部结构框图如图 所示。

第五章 存储器
5-1 存储器分类 一、存储器是计算机的主要组成部分之一， 按用途分类 存储器是计算机的主要组成部分之一， 按存储器用途分类， 际使用中，由于内存芯片价格较贵， 在实按存储器用途分类，可以分成内部存储 际使用中，由于内存芯片价格较贵，这 是用来存储程序和数据的部件， 是用来存储程序和数据的部件，存储器表征 器和外部存储器。 功能， 器和外部存储器。’功能，存储器的容量越 样许多程序和数据要存放在磁盘外存中， 样许多程序和数据要存放在磁盘外存中，使 了计算机的‘记忆’ 了计算机的‘记忆 1.内部存储器 时再调到内存。 用内部存储器 。正是由于内存的快速存取 时再调到内存 计算机的性能也就越好。 大，计算机的性能也就越好。 和容量较小的特点，它用来存放系统软件， 和容量较小的特点，它用来存放系统软件， 内部存储器也称为内存 是主存储器， ， 内存， 内存的容量大小受到地址总线位数的限制， 内部存储器也称为内存，是主存储器，用来 内存的容量大小受到地址总线位数的限制 如系统引导程序、监控程序或者操作系统中 如系统引导程序根地址总线，可以寻址内存 、 系统， 根地址总线， 存放当前正在使用的或经常使用的程序和数 对8086系统，20根地址总线 系统 的ROM BIOS，以及当前要运行的应用软件。 ， 可以直接对它进行访问。 空间为1M字节。若是 字节。若是80386系统 系统， 据，CPU可以直接对它进行访问，地址总线 空间为 可以直接对它进行访问。内存的存 字节 以及当前要运行的应用软件。 系统 取速度较快，一般是用半导体存储器件构成。 根 可以寻址 字节。 取速度较快，一般是用半导体存储器件构成。 为32根，可以寻址4000M字节。 字节
二、按存储器性质分类 内存按存储器性质分类通常分为随机存 取存储器（ 取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。 ）和只读存储器（ ）。 1. RAM随机存取存储器（Random Access 随机存取存储器（ 随机存取存储器 Memory） ） CPU能根据 能根据RAM的地址将数据随机地写 能根据 的地址将数据随机地写 入或读出。电源切断后，所存数据全部丢失。 入或读出。电源切断后，所存数据全部丢失。 通常我们所说的计算机内存容量有多少字节， 通常我们所说的计算机内存容量有多少字节， 均是指RAM存储器的容量。按照集成电路 存储器的容量。 均是指 存储器的容量 内部结构的不同， 又分为两种： 内部结构的不同，RAM又分为两种： 又分为两种
1 A0 1）存储矩阵 1 （ ）地 2 X 2 A1 址 驱 × （2）地址译码器 动 ┋ 32×32=1024 ）反 译 ┋ A2 位结构是1个芯片内的基本单元作不同 按字结构方式排列时， 出一个字节的 一个基本存储单元存放一位二进制信息， 位结构是 个芯片内的基本单元作不同 ， 按字结构方式排列时，读/出一个字节的 一个基本存储单元存放一位二进制信息 码 31 器 31 A3 存储单元 相 （3）控制逻辑与三态数据缓冲器 ） A4CPU读/写一个存储单元时，先将地址送到 如图5-2所示 32 译码器各输出 根线， 地址译码器完成存储单元的选择，通常有线 写一个存储单元时， 字的同一位，片内按矩阵排列，，位信息从 如图 器 所示，X和Y译码器各输出 根线， 地址译码器完成存储单元的选择 位由 块芯 8位制作在一块芯片上32 若选中则位由8块芯 一块存储器芯片中的基本存储单元电路按字 位制作在一块芯片上， 读 所示， 和 译码器各输出32根线 写一个存储单元时 字的同一位器 片内按矩阵排列，8位由 输出 一块存储器芯片中的基本存储单元电路按字 位制作在一块芯片上，若选中则8位信息从 ，