微机原理与接口技术第五章
微机原理 第五章 存储器
二、半导体存储器的通常结构
存储器分类
大容量存储器地址译码是按矩阵的形式排列,这样 做可以节省译码电路; 例 不采用矩阵译码-线性译码)1K个存储单元地址线 为10根地址线,译码后每个存储单元分配一根控制 线,则需要1024根控制线。如图:
A0 A1 A2 1 地 址 译 码
A9
… … …
1024
读写存储器按信息存储方式可分为静态RAM(Static RAM, 简称SRAM)和动态RAM(Dynamic RAM, 简称DRAM
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 (RWM:Read/Write Memory)和只读存储 器(ROM:Read Only Memory)
二、动态随机读写存储器DRAM
随机存取存储器
常用的动态基本存储电路有 4 管型和单管型两 种,其中单管型由于集成度高而愈来愈被广泛采用。 我们这里以单管基本存储电路为例说明。
其基本存储电路为单管动态存储电路,存放信息靠 的是电容, 需刷新,芯片刷新周期在2ms以内。
行选择信号 Q C
单管动态RAM基 本存储单元图
半导体存储器的性能指标很多,如可靠性、功耗、 价格等,但从接口电路来看,其重要指标就是芯片的存 储容量和速度。
1、存储容量:存储器中存储单元的总数。存储芯片的 容量是以位(bit)为基本单位的,因此存储器的容量即 指芯片所能容纳的二进制的位数。如Intel 2114,其存 储容量为 4096,Intel 6264为65536。 在实际应用中,通常用存储单元数和位数来表示芯 片的存储容量。如Intel 2114为1K4位;Intel 6264为 8K8位。 存储器芯片容量=单元数数据线位数
微机原理与接口技术课件第五章
目录
• 微机原理概述 • 接口技术基础 • 微机中的常见接口 • 微机中的总线技术 • 微机原理与接口技术的应用
01
微机原理概述
微机的基本概念
01
02
03
微机
微型计算机的简称,是一 种体积小、结构紧凑、性 能接近于大型计算机的计 算机。
特点
具有高性能、低价格、易 扩展、易维护等特点,广 泛应用于工业控制、自动 化、办公自动化等领域。
接口的分类方式多样,常见的有按数据传 输方式、按连接方式等分类,不同类型的 接口结构也不同。
并行接口和串行接口。并行接口传输速度 快,但线路复杂;串行接口传输速度较慢 ,但线路简单。
按连接方式分类
按功能分类
内置接口和外设接口。内置接口直接集成 在主板上,如IDE接口;外设接口则需要通 过电缆连接,如USB接口。
总线的定义
总线是计算机各功能部件之间传输信息的公共通信干线,它 由一组传输线组成,负责传输地址、数据和控制信号。
总线的分类
根据功能和传输速率的不同,总线可以分为地址总线、数据 总线和控制总线。地址总线用于传输地址信号,数据总线用 于传输数据信号,控制总线用于传输控制信号。
总线的通信协议
总线通信协议的定义
串行接口通常用于连接低速外 设,如鼠标、调制解调器等。
串行接口的数据传输速率较低 ,但只需要一条数据线,因此
Hale Waihona Puke 成本较低。串行接口的常见标准包括RS232和USB。
中断控制器接口
中断控制器接口是微机中用于管理中断的接口。
输标02入题
中断是指微机在执行程序过程中遇到突发事件时,暂 时停止当前程序的执行,转去处理突发事件,处理完 毕后再返回原程序继续执行的过程。
微机原理与接口技术课件第五章ppt课件
(2) 8086CPU与典型存储器的连接
a.8086CPU与只读存储器的连接 b.8086CPU与静态RAM(SRAM)的连接
c.8086CPU与动态RAM(DRAM)的连 接
§5.3主存储器扩展技术
1、存储器容量的形成
(1)用2114组成1K×8位RAM(位扩展)
来自译码 A9 ~ A0 地址总线
数 D0 据 总 线 D7
CS
AC9-SA0
/
2114 1K×4
I/O
CS
/ AC9S-A0
2114
1K×4 I/O
用 2114 组成 1K×8 位 RAM
(2)用2114组成2K×8位RAM (位、字节 扩展)
(组1)
/Y3
译码器 /Y2
A15A14
/Y1 /Y0
锁存器
A13A1
2764 2764 2764 2764 6164 6164 6164 6164 /BHE A0
D15D0
驱动器 D7-D0
D15D8
后面内容直接删除就行 资料可以编辑修改使用 资料可以编辑修改使用
资料仅供参考,实际情况实际分析
主要经营:课件设计,文档制作,网络软件设计、 图文设计制作、发布广告等
A10 (组2)
A10
1
A9 ~ A0 地址总线
数 D0 据 总 线 D7
CS
2114 1K×4
I/O
CS
2114 1K×4
I/O
CS
2114 1K×4
I/O
CS
2114 1K×4
I/O
2、存储器的寻址 线选法 、全译码片选法、局部译码片选法
微机原理及接口技术第五章
5.8255A的编程及应用举例 (1)8255A的控制字
①工作方式控制字8255A有三种工作方式,即方式0、方式1和方式2。工作方式控
制字的格式如右图。
5.1可编程并行通信接口芯片8255A
5.1.2 可编程并行接口芯片8255A 5.8255A的编程及应用举例 (1)8255A的控制字
5.2计数器/定时器8253
5.2.2 8253的内部结构
1.数据总线缓冲器
它是8253用于和CPU数据总线接口的8位双向三态缓冲器。通过它CPU可用 IN/OUT指令向8253写方式控制字、向8253某计数器写计数值或从8253某计 数器读计数值。
当数据输出缓冲器为空时,接口将READY线置“1”,以及向CPU发出中 断请求信号。CPU用OUT指令或执行中断服务输出数据,把数据送到输出缓
冲器中,接口将清除READY位,并将数据输出准备就绪线置位,通知输出设
备作好接收数据准备。当设备准备好接收数据时就取走数据,然后送回数据 输出应答信号,接口据此撤销数据输出准备就绪信号,并再一次将READY线
5.1可编程并行通信接口芯片8255A
5.1.2 可编程并行接口芯片8255A
(2)方式1———选通输入/输出方式
②选通输出方式—— 方式1时输出端口对应的控制信号,如下图。OBF:输出缓冲器 满信号,输出,低电平有效。 ACK:外设响应信号,输入,低电平有效。INTR:中断请求 信号,输出,高电平有效。NTE:中断允许信号。
当接口接收到数据时,向CPU发出READY信号以及中断请求信号。CPU通过
执行IN指令或执行中断服务,将接口中输入缓冲器的数据读进CPU内部。在C PU得到数据后,接口将清除READY信号,并将数据线置成高阻状态,表明输
微机原理与接口技术 第5章课后作业答案
4
D0~ D7 8088系统 BUS
D0~ D7 · · · A0 SRAM 6116
A0 A 10
MEMW
A 10
R/W OE D0~ D7 CS
MEMR
D0~ D7 A0 · · ·
A0 A 10 R/W OE CS
A 10
MEMW MEMR & A 18 A 17 A 19 A 16 A 15 A 14 A 13 A 12 A 11
5.10 74LS138译码器的接线图如教材第245页的图5-47所示,试判断其输出端Y0#、Y3#、Y5#和 Y7#所决定的内存地址范围。
解:因为是部分地址译码(A17不参加译码),故每个译码输出对应2个地址范围: Y0#:00000H ~ 01FFFH 和 20000H ~ 21FFFH Y3#:06000H ~ 07FFFH 和 26000H ~ 27FFFH
5.2 为什么动态RAM需要定时刷新?
解:DRAM的存储元以电容来存储信息,由于存在漏电现象,电容中存储的电荷会逐渐泄漏,从而使信息丢失或出 现错误。因此需要对这些电容定时进行“刷新”。 5.3 CPU寻址内存的能力最基本的因素取决于___________。 解:地址总线的宽度。 5.4 试利用全地址译码将6264芯片接到8088系统总线上,使其所占地址范围为32000H~33FFFH。 解:将地址范围展开成二进制形式如下图所示。 0011 0010 0000 0000 0000 0011 0011 1111 1111 1111
解:
(1)特点是:它结合了RAM和ROM的优点,读写速度接近于RAM,断电后信息又不会丢失。 (2)28F040的编程过程详见教材第222~223页。 5.14 什么是Cache?它能够极大地提高计算机的处理能力是基于什么原理? 解: (1)Cache 是位于CPU与主存之间的高速小容量存储器。 (2)它能够极大地提高计算机的处理能力,是基于程序和数据访问的局部性原理。 5.15 若主存DRAM的的存取周期为70ns,Cache的存取周期为5ns,有它们构成的存储器的平 均存取周期是多少? 解:平均存取周期约为 70×0.1ns + 5×0.9ns =11.5ns。
微机原理与接口技术徐惠民第5章
– 为了便于开发与PC机兼容的外部设备,IEEE 委员会和Intel等公司,开始研究在PC总线基础 上的新的总线标准,到1987年IEEE正式制订 ISA(Industry Standard Architecture)总线 标准。
– ISA总线采用8位和16位模式,它的最大数据传 输率为8MB/s和16MB/s。ISA总线在Intel286 和Intel386SX时代得到了普遍的使用。直到今 天,一些外部设备的接口还是使用ISA标准。
5.3 总线仲裁和握手技术
• 总线主设备
– 总线主设备是指可以发起和控制总线数据传输 的设备。如DMA控制器。
• 总线从设备
– 总线从设备不能直接发起和控制总线的数据传 输。它们只能接受主设备的要求,在主设备的 控制下,接收主设备传送过来的数据,或者把 数据传送给主设备。如RAM模块。
5.3 总线仲裁和握手技术
• 对于总线传输进行控制,就是这里所说的 总线握手。
• 总线握手的基本方式有同步方式、异步方 式和半同步方式。
5.3 总线仲裁和握手技术
• 1.同步方式
– 采用同步传输控制方式的总线就是同步总线。 – 同步方式的总线主、从设备在同一时钟的控制
下进行传送,一次数据传输的时间是固定的。 – 采用同步方式时,发送地址和数据的时间是固
5.4 常用微机总线介绍
• USB总线只有4根线,如图5-4-5所示。其中D+、 D-为信号线,传送信号,是一对双绞线;VBUS和 GND是电源线,提供电源。
5.4 常用微机总线介绍
• 连接器:由插头和插座构成,为A系列B系列两 种。
• A系列连接器:用于与主机连接。 • B系列连接器:用于与设备连接。
5.1 总线概述
微机原理与接口技术第四版第五章
分析该图所示静态存储器芯片1#、2#的存储容量和地址 范围
A15 A14 A12~A0
A12~A0
A12~A0
CS
1#
D7~D0
2#
D7~D0
CS
A15 A14 A13 A12 A11 A10
D0~D3
分析该图所示4组静态存储器芯片的存储容 量和地址范围
D0~D3
CS
D0~D3
CS
D0~D3 CS
“金字塔”形存储系统层次结构
CPU 寄存器
速度快 容量小
内部 存储器
SRAM DRAM、ROM
高速缓存 主存储器 辅助存储器
速度慢 容量大
外部存储器
二、存储器的主要技术指标 1、存储器的容量
两种表示方法
用字节表示容量 如:1KB、128B
用“字数位数”表示容量 存储器芯片容量=存储单元数(字)每单元的数据位数(位)
⑵ 地址分时两次输入 为了提高集成度,减少引脚封装数,DRAM将地址信息分成行地 址和列地址分时输入同组引脚,即: 对存储器进行访问时,先由行地址选通信号RAS把行地址送入内 部设置的行地址锁存器,再由列地址选通信号CAS把列地址送入 地址锁存器。
2、动态存储器芯片2164介绍
⑴ 2164DRAM芯片及引脚功能
工作方式
读出 保持 写入
CS1
0 1 0
CS2
1 × 1
WE
1 × 0
OE
0 × 1
D0~D7
输出 高阻 输入
二、动态RAM(DRAM) 动态RAM也是由许多“基本存储电路”按行、列形式构成的二 维存储矩阵组成的。 1、特点 ⑴ 刷新
动态RAM依靠电容存储电荷来决定存放信息是“1”或“0”。电 容会由于缓慢放电而丢失信息,必须定时对电容充电,也称作刷 新
微机原理与接口技术-第5章ppt课件
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9
§5-1 存储器分类
二、按性质分类 :随机存取存储器、只读存储器
1. RAM随机存取存储器(Random Access Memory)
CPU能将数据随机地写入或读出RAM 。断电所存数据全 部丢失。通常所说的内存容量大小,是指RAM存储器的容量。
⑴SRAM--静态RAM(Static RAM) :
速度非常快,不断电内容不自动消失。集成度相对较低, 功耗也较大,高速缓冲存储器(Cache memory)用它组成。
⑵DRAM--动态RAM(Dynamic RAM):
DRAM的内容在10-3或l0-6秒之后自动消失,必须周期性的 在内容消失之前进行刷新(Refresh)。集成度高,成本较低,耗 电 少 , 但 需 要 刷 新 电 路 。 DRAM 运 行 速 度 较 慢 , SRAM 比 DRAM要快2~5倍,一般,PC机的标准存储器都采用DRAM组 成。
存储器是用来存放程序和数据的部件 存储器的容量和存取速度是决定计算机性能
的重要指标。 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。
2020/4/23
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4
§5-1 存储器分类 ——概述
地址译码器 地址总线
地址
内容
0000H 0001H 0002H
XXXXH
读写控制总线
数据总线
存储器的逻辑结构示意图
8086系统,20条地址总线,可以寻址内存空间为1M字节; 80386系统,32条地址总线,可以寻址4GB字节。 存放内容:系统软件(系统引导程序、监控程序或者操作系统 中的ROM BIOS等)以及当前要运行的应用软件。
2020/4/23
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7
§5-1 存储器分类
微机原理与接口技术_05半导体存储器
2016/7/16
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5.5 微机内存空间的形成
2016/7/16
35
5.5.1 8位微机内存空间的形成
• 例 : 要 求 用 2732 和 6116 形 成 16KB 的 ROM 和 8KB 的 RAM,共24KB内存空间,试画出采用全译码法的硬件 连接图并计算每个芯片的地址范围。(详解见课本第 5.5.1节例3) • 解: • (1)总体分析。 • (2)数据线的连接。 • (3)地址线的连接。 • (4)控制线的连接。
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23
5.3.4 电擦写EPROM (E2PROM)
• E2PROM的工作原理与EPROM类似,当浮空栅上没有 电荷时,管子的漏极和源极之间不导电,若设法使浮空 栅带上电荷,则管子就导通。在E2PROM中,使浮空栅 带上电荷和消去电荷的方法与EPROM中是不同的。在 E2PROM中漏极上面增加了一个隧道二极管,它在第二 栅与漏极之间的电压UG作用下(在电场的作用下),可 以使电荷通过它流向浮空栅(即起编程作用);若UG的 极性相反也可以使电荷从浮空栅流向漏极(起擦除作用 )。而编程与擦除所用的电流是极小的,可用极普通的 电源供给UG。
2016/7/16
9
• (5)读写控制电路:用来提供片选和读/ 写控制等信 号,用来完成对被选中单元中各位的读/写操作。 • ( 6 )数据寄存器:用来暂存 CPU 与内存之间进行交 换的数据信息,目的是为了协调CPU与存储器速度上 的差异。 • ( 7 )数据总线:数据总线用来在 CPU 与内存之间传 送数据信息。
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5.1.2 存储器的层次结构
• • • • 1)CPU内部寄存器 包括通用寄存器和专用寄存器。 2)Cache 为了提高CPU读写程序和数据的速度,在内存和CPU之间增加了两 级高速缓存(Cache)。 3)内存(主存) 内存和CPU直接进行信息交换,存放当前正在运行的程序及数据。 4)外存(辅存) 外存用于存放当前未运行的程序及数据。 5)虚拟内存 它是指在内存不足的情况下,用硬盘的一部分空间模拟内存的一种虚 设内存,并不是真正的内存。
微机原理及接口技术试题第五章 习题和答案
第五章习题和答案一、单选题1.计算机的外围设备是指____A__。
A、输入/输出设备B、外存储器C、远程通信设备D、除了CPU和内存以外的其他设备2.下述I/O控制方式中,___C___主要由硬件实现。
A、程序传送方式B、中断方式C、DMA方式D、I/O处理机方式3.接口电路的最基本功能是____C__。
A、在CPU和外设间提供双向的数据传送B、反映外设当前的工作状态C、对传送数据提供缓冲功能D、对外设进行中断管理4.一个完整的DMA操作过程大致可分3个阶段,其中没有的阶段是___B___。
A、准备阶段B、总线控制阶段C、数据传送阶段D、传送结束阶段二、判断题1.把接口电路中CPU可以访问的每一个寄存器或控制电路称为一个I/O端口。
(T )2.采用统一编址方式时,CPU对I/O设备的管理是用访问内存的指令实现的。
(T )3.无条件传送是一种最简单的输入/输出传送,一般只用于简单、低速的外设的操作。
(T )4.中断方式的特点是改CPU的被动查询为主动响应。
(F )5.DMA控制器是一个特殊的接口部件,它有主、从两种工作状态。
(T )三、思考题1.外设为何必须通过接口与主机相连?存储器与系统总线相连需要接口吗?为什么?答: 外设都必须通过I/O接口电路与微机系统总线相连,因为CPU与外部设备通信在运行速度和数据格式上差异很大. 存储器与系统总线相连不需要接口.因为接口是用来连接微机和外设的一个中间部件,I/O接口电路要面对主机和外设两个方面进行协调和缓冲,存储器属于微机系统的组成部分.它们之间的数据传输是标准的、统一的没有必要通过接口.2.CPU与外设间传送的信号有哪几类?答: CPU与外设间传送的信息大致可分为以下3类: 数据信息(分为数字量,模拟量和开关量), 控制信息(CPU发出的用来控制外设工作的命令)和状态信息(用来反映输入、输出设备当前工作状态的信号).3. 常用的I/O端口编址方式有哪几种?各自的特点如何?答: 系统对I/O端口的地址分配有两种编址方式:统一编址和独立编址。
微机原理与接口技术 第五章2
对于DMA传送: (1)数据传送时内存 地址的修改、计数等均 由DMA控制器完成 (不是使用指令由 CPБайду номын сангаас执行);
(2)CPU响应DMA 请求后,放弃对总线的 控制,所以CPU无需 保存和恢复现场。
DMA传送也存在以下两个额外开销:
第一个额外开销是总线访问时间。由于DMAC要同CPU和其它 可能的总线主控设备争用对系统总线的控制权,因此,必须有一 些规程来解决争用总线控制权的问题。这些规程一般是用硬件实 现排队的,但是排队过程也要花费时间。 第二个额外开销是对DMAC的初始化,一般情况下,CPU要对 DMAC写入一些控制字。因此,DMAC的初始化建立,比程序 控制数据传送的初始化,可能要花费较多时间。所以,对于数据 块很小或要频繁地对DMAC重新编程初始化的情况下,可能就 不宜采用DMA传送方式。
随着CPU和存储器速度的提高,在单总线体系结构中,CPU和存储器之 间数据的快速传输和CPU与I/O之间数据的慢速传输矛盾越来越突出,慢速 的I/O设备成为整个系统的瓶颈,极大地妨碍了系统整体性能的提高,为解 决这个问题而出现了并发总线体系结构。
3.带cache的并发总线体系结构(Concurrent Bus Architecture With Cache)
中断:CPU在执行程序中,因某种原因暂停正在
运行的程序,转向执行一段预先安排好的中断服务 程序;服务结束后,继续执行原来的程序。
INTR CPU INTA
中断管理 控制器
I/O
中断请求 主程序
中断响应
断点
中断返回
中断服务程序
软中断指令: INT i8 IRET 中断方式和 子程序调用 的区别?
●
该体系结构类似于并发总线体系结构,只是在CPU和存储器的数 据通路上多了一个高速缓冲存储器控制器及高速缓冲存储器。
微机原理和接口技术-5-2 存储系统
20
Zuo 华中科技大学计算机学院
微机原理与接口技术---Chapter5 存储器
例3 (1)解:如果ROM和RAM存储器芯片都采用 8K×1的芯片,试画出存储器与CPU的连接图。
MREQ# A15-0 R/W#
CPU
D7~D0
OE#
例2解
微机原理与接口技术---Chapter5 存储器
MREQ# A20-0 R/W#
CPU
D7~D0
OE#
A20-18
000
3-8译码器
001
010
A17-0
WE A CS
256K ×8
D
WE A CS
256K ×8
D
WE A CS
256K ×8
D
D7~D0
D7~D0
D7~D0
…
111
WE A CS
如果采用的字节编址方式,则需要20条地址线,因为220=1024K byte。
注:字编址方式时,每个32位字地址能够访问4个字节; 如果按照字节编址方式,则每个地址只对应一个字节, 因此所需的地址数是前者的4倍, 218* 4=220 ,即需要20条地址线)
13
Zuo 华中科技大学计算机学院
微机原理与接口技术---Chapter5 存储器
解:256K*8位SRAM芯片包含18根地址线 (1) 该存储器需要2048K/256K = 8片SRAM芯片; (2) 需要21条地址线, 因为221=2048K, 其中高3位经过译码器输出后用于芯片选择, 低18位作为每个存储器芯片的地址输入。 (3) 该存储器与CPU连接的结构图如下。
微机原理与接口技术课件PPT
1 统一编址方式
从存储器空间划出一部分地址空间给I/O设备,把I/O 接口中的端口当作存储器单元一样进行访问,不设置 专门的I/O指令 优点: 访问I/O端口可实现输入/输出操作,还可以对端口内 容进行算术逻辑运算、移位等等; 能给端口有较大的编址空间,这对大型控制系统和 数据通信系统是很有意义的;
2.状态信息
CPU 在传送数据信息之前,经常需要先了解外 设当前的状态。如输入设备的数据是否准备好 、输出设备是否忙等。
用于表征外设工作状态的信息就叫做状态信息, 它总是由外设通过接口输入给CPU的。 状态信息的长度不定,可以是1个二进制位或 多个,含义也随外1 为什么要设置接口电路
CPU与外设两者的信号线不兼容,在信号线功能定义、逻 辑定义和时序关系上都不一致 两者的工作速度不兼容,CPU速度高,外设速度低
若不通过接口,而由CPU直接对外设的操作实施控制,就 会使CPU处于穷于应付与外设打交道之中,大大降低CPU的 效率 若外部设备直接由CPU控制,也会使外设的硬件结构依赖 于CPU,对外设本身的发展不利。
用来发布控制命令、控制外设工作的 信息,例如A/D转换器的启停信号。
控制信息总是CPU通过接口发出的。
返 回
5.1.3 接口的基本功能
1 . 2. 3. 4. 5. 6 . 7. 8. 数据缓冲功能 端口选择功能 信号转换功能 接收和执行CPU命令的功能 中断管理功能 可编程功能 返回外设状态的功能 数据宽度与数据格式转换的功能
I/O端口地址选用的原则
凡是被系统配置所占用了的地址一律不能使用 原则上讲,未被占用的地址,用户可以选用,但 对计算机厂家申明保留的地址,不要使用,否则 会发生I/O地址重叠和冲突,造成用户开发的产品 与系统不兼容而失去使用价值 一般,用户可使用300~31FH地址
微机原理与接口技术(楼顺天)-第5章1
74LS245功能
E 0 0 1 DIR 0 1 X A A 方 向 B B
A 、B 边均为高阻
在实际应用中可作为数据总线双向驱 74LS245逻辑及引脚 动器、地址总线或控制总线单向驱动 以及输入端口的接口芯片。
5.2 几种常用芯片
3. 带有三态门输出的锁存器
典型芯片74LS373
时序关系:
OE
1 OE 11 G
在实际应用中可作为地址总线或控制 74LS373逻辑及引脚 总线单向驱动锁存以及输出端口的接 口芯片。
下一节
8086的引脚功能及时序
第五章 总线及其形成
本章要点
本章在讲解总线的定义及分类的基础上,
讨论的总线结构和时序、系统总线的形成方
法是微机应用系统硬件设计的基础。本章主
要内容有:
1. 总线的定义及分类
2.几种常用的接口芯片
本章要点
3. 8086 CPU的引脚功能、系统总线结构 及系统总线时序。其每一部分又从最小 方式系统和最大方式系统两个方面加以 讨论,其中最小方式系统是重点,最大 方式系统可通过与最小方式系统比较异 同来掌握。时序中的读写时序是重点, 要求能够画出读、写时序,同时结合总 线结构理解微处理器执行一条指令的过 程,即微处理器的工作原理。
1.
2.
总线定义及分类
几种常用芯片
3.
4.
8086的引脚功能及时序
系统总线的形成
5.
8088与8086的差异
5.1 总线定义及分类
1、总线定义
总线是一组公用导线,是计算机系统的重要
组成部分。它是计算机系统中模块(或子系统)
之间传输数据、地址和控制信息的公共通道。通
过总线,可以实现各部件之间的数据和命令的传
微机原理 第五章 IO接口
控 制 逻 辑
8 8
IOR IOW
I/O 端口 (256个) 个
(3)使用专用I/O指令和 (3)使用专用I/O指令和 使用专用I/O 存储器访问指令有明显 区别, 区别,可使编制的程序 清晰易懂,便于检查. 清晰易懂,便于检查.
隔离I/O I/O方式 5.2.2 隔离I/O方式
5-16
2.缺点: 2.缺点: 缺点
AB 存储器 存 储 空 间 DB MPU
读 /写 I/O 端口 RD 源自R 控制 逻辑控制5.2.1 存储器映象方式
5-12
1.优点: 1.优点: 优点
AB 存储器 存 储 空 间 DB MPU
读 /写 I/O 端口 RD WR 控制 逻辑
控制
I/O操作与存储器操作完 (1) I/O操作与存储器操作完 全相同,无需使用专用I/O指 全相同,无需使用专用I/O指 I/O 令,而存储器操作指令及其寻 址方式非常丰富,从而使I/O 址方式非常丰富,从而使I/O 功能增强,编程方便,灵活. 功能增强,编程方便,灵活. I/O端口数目 端口数目( (2) I/O端口数目(即外设数 只受总存储容量的限制, 目)只受总存储容量的限制,大 大增加了系统的吞吐率. 大增加了系统的吞吐率. (3) 使微机系统的读写控制 逻辑简单. 逻辑简单.
存储器 (1MB)
控制
MEMR MEMW
控 制 逻 辑
8 8
IOR IOW
有两个地址空间, 有两个地址空间, 使用不同的读写 MPU 使用不同的读写 控制信号访问存储器 I/O端口 端口. 和I/O端口. MPU访问I/O端口必 访问I/O MPU访问I/O端口必 须采用专用I/O指令. 须采用专用I/O指令. I/O指令
微型计算机原理-第5章(2)微机原理与接口技术(第三版)(王忠民)
DS、
INT
ES
数2…0据H
PSP(256 字节)
附段加
CSS:SPSIP定义了代 堆段段段堆码栈栈段的用程用序户
户程序装入情况
第5章 汇编语言程序设计
DSEG SEGMENT STRING1 DB 1,2,3,4,5
DSEG ENDS ESEG SEGMENT
STRING2 DB 5 DUP(?) ESEG ENDS SSEG SEGMENT
CPU、存储器(ROM、RAM)、I/O接口、输入、输出设备
上机过程
第5章 汇编语言程序设计
编辑程序 编辑
汇编程序 汇编
连接程序 连接
手写程序
EDIT .ASM文件
MASM .OBJ文件
LINK .EXE文件
有语法错误 无法正常连接 有算法错误
第5章 汇编语言程序设计
用户程序的装入
完成以下操作: 确定内存可用部分 以便存放要执行的 .exe 文
INC
BX
ADD AL,[BX]
MOV SUM,AL
RET
ENDP CODE END
MAIN
ENDS START
第5章 汇编语言程序设计 第二讲结束
每一种知识都需要努力, 都需要付出,感谢支持!
知识就是力量,感谢支持!
一一一一谢谢大家!!
STACK‘STACK’ DW 10 DUP(?) SSEG ENDS CSEG SEGMENT ASSUME CS:CSEG,DS:DSEG ASSUME ES:ESEG,SS:SSEG
START: MOV AX,DSEG MOV DS,AX MOV AX,ESEG MOV ES,AX
LEA SI, STRING1
微机原理与接口技术第五章
b) CPU时序和存储器的存取速度之间的配合 c) 存储器的地址分配和片选 多片SRAM,如何产生片选 d) 控制信号的连接:8088/8086 最小模式、最大模式 IO/M、RD、WR MEMR、MEMW READY
26
5.2.1 静态读/写存储器(SRAM)
四、存取时间
【例】已知8088微处理器时钟为4.77MHz,地址延时 时间tda=110ns,存储系统各种附加的延时时间 tD=200ns。问:用存取周期为250ns的存储芯片能否 满足系统要求? t(R,W)+ tda+ tD≤ 3T t(R,W) ≤3T- tda- tD 3×210-200-110=320ns 为存储器提供的存取时间 存储器要求的存取时间为250ns → 能满足系统要求
P190、P197~198
D0~D7
图5.12 SRAM 6264读出时序
11
5.2.1 静态读/写存储器(SRAM) 1. 全地址译码与部分地址译码
二、连接使用
① 全地址译码: 高位地址译码→片选;MEMR→读;MEMW→写 ② 部分地址译码: 以浪费内存空间换得简单译码。
12
5.2.1 静态读/写存储器(SRAM)
9
5.2.1 静态读/写存储器(SRAM) 2. 工作过程、时序
tWC
一、概述
P190、P197~198
A0~A12 CS1 CS2
WE
D0~D7
图5.11 SRAM 6264的写入时序
10
5.2.1 静态读/写存储器(SRAM) 2. 工作过程、时序
tRC A0~A12 CS1 CS2
OE
一、概述
13
5.2.1 静态读/写存储器(SRAM)
微机原理与接口技术第五章存储器
数据只能读出不能写入,断电后数据不丢 失,常用作固定数据存储。
RAM的分类与特点
静态随机存取存储器(SRAM)
动态随机存取存储器(DRAM)
速度快,集成度低,功耗大,常用作高速 缓冲存储器。
速度较慢,集成度高,功耗小,常用作主 存储器。
异步随机存取存储器(DRAM)
只读存储器(ROM)
速度慢,集成度高,功耗小,价格便宜, 常用于大容量存储。
01
02
03
存储器接口是CPU与主 存储器之间的连接桥梁 ,负责数据的传输和控
制。
存储器接口的主要功能 包括地址译码、数据传
输、读写控制等。
存储器接口的信号线包 括地址线、数据线、控 制线等,用于实现CPU 与主存储器之间的信息
交换。
存储器接口的信号线
01
02
03
地址线
用于传输CPU发出的地址 信号,指向主存储器中的 某个单元。
高密度化
随着技术的不断发展,存储器的容量和集成度将不断提高,以满 足不断增长的数据存储需求。
异构存储集成
未来存储器将朝着异构存储集成的方向发展,结合不同类型存储 器的优点,实现更高效、可靠的数据存储。
新型存储技术
新型存储技术如相变存储器、阻变存储器和闪存等将继续得到发 展,并逐渐应用于商业领域。
04
存储器接口
04
存储器接口
存储器接口的基本概念
01
02
03
存储器接口是CPU与主 存储器之间的连接桥梁 ,负责数据的传输和控
制。
存储器接口的主要功能 包括地址译码、数据传
输、读写控制等。
存储器接口的信号线包 括地址线、数据线、控 制线等,用于实现CPU 与主存储器之间的信息
微机原理与接口技术PPT第5章 存储器知识课件
DRAM结构特点
• DRAM的地址线是复用的,即地址线分 为行地址和列地址两部分。在对存储单 元进行访问时,由行地址选通信号RAS 把行地址送入行地址锁存器;再由列地 址选通信号CAS把列地址送入列地址锁 存器
• CPU与DRAM之间的信息交换由DRAM 控制器完成。
2020/10/1
PC机中分级存储器结构
2020/10/1
可编程可擦除ROM(EPROM)
• EPROM特点 • EPROM芯片 Intel2764 • EPROM工作方式
2020/10/1
EPROM特点
• ROM和PROM的内容一旦写入,就无法 改变,而EPROM却允许用户根据需要对 它编程,且可以多次用紫外光照射进行 擦除和重写
2020/10/1
偶地址和奇地址存储体的选择
• A0和BHE分别选择偶地址和奇地址存储 体;
• 若A0=0选中偶地址存储体,即连接到数 据总线的低8位;若BHE=0选中奇地址存 储体,即连接到数据总线的高8位;若A0 和BHE均为0,两个存储体全选中,读/ 写一个字
2020/10/1
字、字节读写逻辑
• 选择8086地址总线A0~A19中的低A_0_~_A_10_ 地址线进行片内寻址
• 选择8086地址总线A0~A19中的高A_1_1_~_A1_9 地址线进行片间寻址
2020/10/1
片间寻址地址线的译码
采用部分译码方式:
1# RAM芯片的片选端 2# RAM芯片的片选端 3# RAM芯片的片选端 4# RAM芯片的片选端
74LS138芯片介绍
2020/10/1
存储器芯片数目的确定
• 存储器系统的总容量为8K×8,即8K字 节
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4
指令语句的基本格式为:
[标号:] 指令助记符 [操作数1 [,操作数2]] [; 注释]
指令助记符决定了指令完成的操作类型,进 而也确定了操作所涉及的操作数的个数,标 号则根据应用的需求(比如转移指令需要目 的地址)来确定。
伪指令语句的基本格式为:
[变量 ] 伪指令助记符 [参数表] [;注释]
例如:ASSUME CS:CODE,DS:DATA 这条语句通知汇编程序,以CODE为段名的代码段,对 代码段寻址的约定使用CS寄存器,以DATA为段名的是 数据段,堆数据段寻址约定使用DS寄存器。
4.汇编结束语句
汇编结束语句有两种格式。 格式1:END 程序的启动地址标号 例如: END BEGIN 它通知汇编程序,源程序到此结束,用 BEGIN做标号的指令是程序的启动指令。
2.段定义伪指令
功能:根据具体的条件和要求,把一个程
序(或程序模块)分成若干段,而且应该给 每一个段定义一个段名,以便在汇编时控制 各段的定位、组合和链接等。
段定义伪指令的格式:
段名 SEGMENT [定位参数] [链接参数] ['分类名'] [段长度] 段体 段名 ENDS
段定义语句有4个属性参数,包括定位参数、 连接参数、’分类名’、段长度,每一个参数都 有多种选择。 通常只在模块化中程序中才有必要仔细考虑 各模块之间同名段的定位方式和链接方式。 对于单一模块的程序没有必要考虑这些问题。
格式2:END END语句通知汇编程序,源程序到此结束。 在模块化程序的子模块中,必须用格式2作 为源程序的最后一条语句。
5.1.3 常量和变量定义伪指令
常量包括立即数、字符串常数和符号常数。 1.立即数 立即数必须以数字开头,以字母A~F开头的十六进 制数必须加前缀数字0。 2.字符串常数 用单引号括起来的字符串称为字符串常数。 3.符号常数 符号常数用等值伪指令“EQU”或者等号伪指令 “=”定义,使用符号常数有利于程序调试,增加 程序的可读性。
(4)段长度
这一参数是80386、80486汇编语言新增的段参 数,只有高版本的汇编器才能识别,它有两种描 述方式可供选择:约定语句
格式:ASSUME 段寄存器:段名,…,段寄存
器:段名
功能:ASSUME语句通知汇编程序,寻址逻辑
段使用哪一个段的寄存器。
1.方式选择伪指令
方式选择伪指令以句号开头,其格式和功能描 述如下:
8086 286或· 286C 286P 386或· 386C 386P 486或.486C 486P ;只汇编8086、8088指令; ;只汇编8086、8088及80286实模式指令 ;只汇编8086、8088及80286全部指令; ;同· 286,且汇编80386实模式指令; ;同· 286P,且汇编80386全部指令; ;同· 386,且汇编80486实模式指令; ;同· 386P,且汇编80486全部指令。
2.字节定义伪指令 格式:[变量名] DB 一串用逗号间隔的单字节数
3.字定义伪指令 格式:[变量名] DW 一串用逗号间隔的双字节数 例如:WNUM DW 100,1234H,'AB','C',? (1)DW是Defined Word的缩写,DW伪 指令的功能是通知汇编程序,把所定义的双 字节数从指定变量开始依次存放,每一个双 字节数的存放规则是:低位字节存入低地址 单元(i单元),高位字节存入高地址单元 (i+1单元)。
伪指令语句是一种指示性语句。伪指令语句 和指令语句的不同主要是,指令语句对应 CPU的某种操作,比如数据传送、算术运算 等,每条指令语句经过编译后要产生相应的 目标代码。而伪指令语句则为汇编和链接的 过程提供相应的辅助信息,不会产生相应的 目标代码。
宏指令语句的基本格式为:
[标号:] 宏指令名[实参表] [;注释]
5.2 变量及变量定义伪指令
19
5.2.1 变量定义
1.变量和标号 变量代表内存操作数的存储地址,或者说变 量名就代表某个存储单元 标号被定义在代码段,变量通常被定义在数 据段、附加段或堆栈段。 标号和变量都有共同的3个属性,即: (1)段属性 (2)偏移属性
(3)类型属性 变量的类型有字节型、字型、双字 型、四字型等等。 标号的类型有FAR(远)、NEAR (近)两种属性。
(1)定位参数
定位参数有4种描述方式可供选择
① BYTE表示字节地址 ② WORD表示字地址 ③ PARA(或者缺省)表示节地址 ④ PAGE表示页地址
(2)链接参数。
链接又称组合,链接参数在多模块程序设计 中表示该段和其他同名段间的组合链接方式。 链接参数有6种描述方式可供选择: ① PUBLIC ② MEMORY ③ COMMON ④ STACK ⑤ AT表达式 ⑥ 缺省
(3)'分类名'
分类名表示逻辑段的类别,分类名是用户定义的, 长度不超过40个字符的字符串,分类名必须用 单引号括起来,分类名可有可无。
习惯上,数据段分类名用′DATA′,代码段分类 名用′CODE′,堆栈段分类名用′STACK′。链接 程序把不同模块中分类名相同的同名段组织成一 类,存放在邻近的存储区中。
第 5章
汇编语言程序设计
1
本章介绍伪指令和汇编语言程序设计。
在伪指令中,重点介绍了常量、变量定义、 汇编语言源程序基本结构伪指令、过程定义 伪指令、宏指令、条件汇编伪指令和其他伪 指令。在汇编程序设计中着重介绍常用的程 序设计方法。
2
5.1 汇编语句格式
3
汇编语句共有三种语句形式:指令语 句、伪指令语句和宏指令语句。 指令语句已经在第4章中进行了介绍, 本章主要学习伪指令语句及宏指令话 句。
宏指令实质上是由多条指令构成的一 组指令的集合,调用宏指令实质是依 次执行宏指令所包含的各条指令语句。
5.1.2 伪指令
伪指令,又称为伪语句,是汇编语言提供的指 示性语言,它为汇编程序和链接程序提供信息。 伪指令本身不占用内存单元,它们是在汇编和 链接时由相应的软件完成的。本节仅介绍最常 用的伪指令。 汇编语言源程序的基本结构伪指令是一些与汇编 语言源程序结构密切相关的基本语句,通常用来 说明CPU类型、段的结构、段约定和源程序结束 等。