微机原理-存储器
微机原理存储器读写
微机原理存储器读写存储器是计算机的重要组成部分，用于存储指令和数据。
在微机原理中，存储器读写是指计算机从存储器中读取数据或将数据写入存储器的过程。
本文将重点介绍存储器的读写流程和常见的存储器读写技术。
首先，我们来看一下存储器的基本原理。
存储器由若干个存储单元组成，每个存储单元可以存储一个二进制数据。
存储单元通过地址进行寻址，每个存储单元都有一个唯一的地址。
计算机通过地址线将地址信息发送给存储器，存储器根据地址将相应的数据传输给计算机。
存储器读写是通过存储器控制器来实现的。
存储器控制器是一个电路，它负责处理计算机对存储器的读写请求，并控制存储器的工作。
在读取数据时，计算机将需要读取的地址发送给存储器控制器，控制器将地址传输给存储器，存储器读取相应地址上的数据，并返回给控制器。
控制器再将数据传输给计算机。
在写入数据时，计算机将需要写入的地址和数据发送给控制器，控制器将数据写入相应地址的存储单元。
现在我们来介绍几种常见的存储器读写技术。
1.静态存储器（SRAM）：静态存储器是一种基于触发器电路的存储器，它可以保持存储的数据不变。
SRAM的读写速度快，但占用面积和功耗较大。
SRAM常用于高速缓存和寄存器等需要快速访问的存储器。
2.动态存储器（DRAM）：动态存储器是一种基于电容器的存储器，数据存储在电容器中，并通过刷新电路进行维护。
DRAM的读写速度相对较慢，但占用面积和功耗较小。
DRAM常用于主存储器。
3.只读存储器（ROM）：只读存储器是一种只能读取数据而不能写入数据的存储器。
ROM中的数据在制造过程中被预先编程，无法改变。
ROM 常用于存储固定的指令或数据。
4.可擦除可编程存储器（EPROM）：EPROM是一种可以被电子擦除和重新编程的存储器。
它与ROM类似，但可以通过特定的电压擦除数据并重新编程。
EPROM常用于存储固件和BIOS等需要更新的数据。
5.闪存存储器：闪存存储器是一种非易失性存储器，类似于EPROM。
微机原理微型计算机的基本组成电路
微机原理微型计算机的基本组成电路微机原理是指微型计算机的基本原理和组成。
微型计算机是一种能够完成各种计算和控制任务的计算机，其基本组成电路包括中央处理器（CPU）、存储器（内存）、输入输出设备（I/O）、总线以及时钟电路等。
中央处理器（CPU）是微型计算机的核心部件，负责执行各种计算和控制任务。
它由控制器和算术逻辑单元（ALU）组成。
控制器负责指挥和协调整个计算机系统的运行，从存储器中读取指令并解码执行；ALU则负责执行各种算术和逻辑运算。
存储器（内存）用于临时存储数据和指令。
根据存取速度和功能特点，内存可分为主存和辅存。
主存是临时存储数据和指令的地方，包括随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）；辅存则是长期存储数据和程序代码的地方，包括磁盘、光盘等。
输入输出设备（I/O）用于与外部环境进行交互，实现数据的输入和输出。
输入设备包括键盘、鼠标、扫描仪等；输出设备包括显示器、打印机、音频设备等。
总线是计算机内部各个组件之间进行数据传输和通信的通道。
通常分为数据总线、地址总线和控制总线。
数据总线用于传输数据；地址总线用于指示数据在内存中的位置；控制总线用于传输各种控制信号。
时钟电路用来提供计算机系统的时序信号，使计算机内部各个组件的操作同步。
时钟电路产生一系列脉冲信号，用于指示各种操作的开始和结束。
此外，微型计算机的基本组成电路还包括各种辅助电路，如电源电路、复位电路、中断控制电路等。
电源电路提供计算机系统所需的电能；复位电路用于将计算机系统恢复到初始状态；中断控制电路用于处理外部中断信号，从而实现对外部事件的及时响应。
综上所述，微型计算机的基本组成电路包括中央处理器、存储器、输入输出设备、总线和时钟电路等。
这些电路相互配合，共同完成各种计算和控制任务，构成了一个完整的微型计算机系统。
微机原理-第6章(2)
四.扩展存储器设计
Note:8086 CPU同8088 CPU一样，也有20条地址总线，其寻 8086 CPU同 CPU一样 也有20条地址总线， 一样， 20条地址总线 址能力达1MB。不同之处是8086 数据总线是16位的， 16位的 址能力达1MB。不同之处是8086 CPU 数据总线是16位的， 与8086 CPU对应的1MB存储空间可分为两个512kB(524 288 CPU对应的1MB存储空间可分为两个512kB(524 对应的 存储空间可分为两个512 B)的存储体。其中一个存储体由奇地址的存储单元(高字节) B)的存储体。其中一个存储体由奇地址的存储单元(高字节) 的存储体 奇地址的存储单元 组成，另一个存储体由偶地址的存储单元(低字节)组成。 组成，另一个存储体由偶地址的存储单元(低字节)组成。 偶地址的存储单元 前者称为奇地址的存储体，后者称为偶地址的存储体。 前者称为奇地址的存储体，后者称为偶地址的存储体。
≈
0
≈ ≈
0 0
0
0
0
0
0
0
0 1…1
作片外寻址的高位不变地址线全部 参加了译码，这种译码方法称为全 参加了译码，这种译码方法称为全 地址译码方法 方法。 地址译码方法。
片外寻址
四.扩展存储器设计
A19 A18 A17 A16 A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9~A0 X 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0…0
4KB 00000H 00FFFH
≈
●
模块1 模块
微机原理
2、存储器中的数据组织
(1)内存编址 在字节编址的计算机系统中，一个字节分配一个内存地址。 16位字和32位双字各占有2和4个字节单元。 例： 32位双字12345678H占内存4个字节地址24300H～24303H。 最低地址24300H为双字地址。 (2)数据组织 (b)大数端存放 (a)小数端存放 数据的最低 8位占数据内存 的首字节… 数据的最高 8位占数据内存 的末字节。 数据的最高 8位占数据内存 的首字节… 数据的最低 8位占数据内存 的末字节。
4、 HM6116 存储容量为2KB 24条引脚：
211=21×210 =2×K
16条地址线寻址64K 20条地址线寻址1M
11条地址线A0～A10；
8பைடு நூலகம்叠成一芯片
存储容量为2KB
HM6116
8条数据线I/O1 ～ I/O8； 1条电源线VCC； 1条接地线GND； 片选信号 CE 19脚 3条控制线 写允许信号 WE 16脚 读允许信号 OE 17脚
(3)可靠性 — 用MTBF(Mean Time Between Failures，
平均故障间隔时间)来衡量， MTBF越长，可靠性越高。
(4)性能/价格比
4、半导体存储器分类
静态RAM（SRAM）无需刷新
随机存取存储器 （RAM） 闪速存储器 （U盘）
动态RAM（DRAM）需要刷新
半导体 存储器
0
1
高/低电位 1
低/高电位
④读原理
读：行列地址选通该 位。 读控制线为高电位(写 控制线为低电位) ，G1 管导通(G3, G2管截止) 。 强迫T2 的Q处的电 位1(或0)与一位数据线相 通，该位数据出现在数 据线上。 即完成了该位存储器 的读出。
微机原理第5章半导体存储器(精)
高速缓冲存储器(Cache)。这个存储器 所用芯片都是高速的,其存取速度可与微处 理器相匹配,容量由几十K～几百K字节,通常 用来存储当前使用最多的程序或数据。
内存储器,速度要求较快(低于Cache),有一 定容量(受地址总线位数限制),一般都在几十 兆字节以上。
3
外存,速度较慢,但要求容量大,如软盘, 硬盘,光盘等。其容量可达几百兆至几十个 GB,又称“海量存储器”,通常用来作后备存 储器,存储各种程序和数据,可长期保存,易于 修改,要配置专用设备。
M / IO
•
1
前1K
A11
•
1
后1K
23
前 1K A =0 11 0000000000000000 ～ 0000001111111111B 即 0000～03FFH
后 1K A =1 11 0000100000000000 ～0000101111111111B 即 0800～0BFFH
可见,地址不连续!
选用存储器时,存取速度最好选与CPU 时序相匹配的芯片。另外在满足存储器总 容量前提下,尽可能选用集成度高,存储容量 大的芯片。
14
5.2 读写存储器RAM
5.2.1 静态RAM(SRAM) SRAM的基本存储电路由6个MOS管
组成,为双稳态触发器，其内部结构请自 己看书。
⒈ 2114存储芯片,为1K*4位
27
图中数据总线驱动器采用74LS245,其逻
辑框图与功能表三态如下:
门
A
•
•B
使能 方向控制
G
DIR
操作
&
•
•
0
0
BA
0
1
AB
微机原理第5章存储器系统
3. 工作方式
数ห้องสมุดไป่ตู้读出 字节写入：每一次BUSY正脉冲写
编程写入
入一个字节
自动页写入：每一次BUSY正脉冲写
入一页（1~ 32字节）
字节擦除：一次擦除一个字节 擦除
片擦除：一次擦除整片
72
4. EEPROM的应用
可通过编写程序实现对芯片的读写； 每写入一个字节都需判断READY / BUSY
主存储器 虚拟存储系统
磁盘存储器
8
Cache存储系统
对程序员是透明的 目标：
提高存储速度
Cache
主存储器
9
虚拟存储系统
对应用程序员是透明的。 目标：
扩大存储容量
主存储器
磁盘存储器
10
3. 主要性能指标
存储容量（S）（字节、千字节、兆字节等） 存取时间（T）（与系统命中率有关）
端的状态，仅当该端为高电平时才可写 入下一个字节。
P219例
73
四、闪速EEPROM
特点：
通过向内部控制寄存器写入命令的方法 来控制芯片的工作方式。
74
工作方式
数据读出
读单元内容 读内部状态寄存器内容 读芯片的厂家及器件标记
CAS：列地址选通信号。
地址总线上先送上行地址，后送上列地址，它们 分别在#RAS和#CAS有效期间被锁存在锁存器中。
WE：写允许信号
DIN： 数据输入
WE=0 WE=1
数据写入 数据读出
DOUT：数据输出
49
3. 2164在系统中的连接
与系统连接图
50
三、存储器扩展技术
51
1. 存储器扩展
1 A15 1 A14 1 A13
存储器的分类和主要性能指标(微机原理)
西南大学电子信息工程学院
19
第6章 半导体存储器及接口 §6.3 SRAM、ROM与CPU的连接方法 ⒈要解决的技术问题 ⑴ SRAM、ROM的速度要满足CPU的读/写要求； ⑵ SRAM、ROM的字数和字长要与系统要求一致； ⑶ 所构成的系统存储器要满足CPU自启动和正常运行条件。 ⒉存储器扩展技术 当单个存储器芯片不能满足系统字长或存储单元个数 的要求时，用多个存储芯片的组合来满足系统存储容量的 需求。这种组合就称为存储器的扩展。 存储器扩展的几种方式： ⑴位扩展 当单个存储芯片的字长（位数）不能满足要求时，就 需要进行位扩展。
按工作方式分按制造工艺分按存储机理分双极型ram随机存取存储器静态读写存储器sramram金属氧化物型mosram动态读写存储器dramromprom只读存储器epromr0m半导体存储器及接口西南大学电子信息工程学院22内存储器的主要性能指标内存储器的主要性能指标内存储容量内存储容量表示一个计算机系统内存储器存储数据多少的指标
西南大学电子信息工程学院
5
第6章 半导体存储器及接口 ③芯片容量
是指一片存储器芯片所具有的存储容量。
例如： SRAM芯片6264的容量为8K×8bit，即它有8K个 单元，每个单元存储8位（一个字节）二进制数据。 DRAM芯片NMC4l256的容量为256K×lbit，即它 有256K个单元，每个单元存储1位二进制数据。 ⑵最大存取时间 内存储器从接收寻找存储单元的地址码开始， 到它取出或存入数码为止所需要的最长时间。
西南大学电子信息工程学院 30
第6章 半导体存储器及接口 ②地址分配 要考虑CPU自启动条件，在8088系统中存储器操作时IO/M=0， ROM要包含0FFFF0H单元，正常运行时要用到中断向量区 0000:0000-0000:003FFH，所以RAM要包含这个区域。
微机原理名词解释
微机原理名词解释
微机原理是指微型计算机的基本工作原理和组成结构。
微机是指由微型集成电路技术制造的计算机，包括中央处理器（CPU）、内存、输入输出设备、总线等组件。
微机原理涵盖了微型计算机的计算、存储、控制等关键原理。
1. 中央处理器（CPU）：微机的核心部件，负责执行指令、算术逻辑运算、控制和数据传输等功能。
2. 内存：用于存储程序和数据的地方，包括主存和辅助存储器，如RAM（随机存取存储器）和ROM（只读存储器）。
3. 输入输出设备：用于与外部环境交互的设备，如键盘、鼠标、打印机、显示器等。
4. 总线：用于不同部件之间进行信息传输的通道，包括地址总线、数据总线和控制总线。
5. 指令周期和时钟频率：指令周期是指处理器执行一条指令所需的时间，时钟频率是指单位时间内时钟信号的频率，两者共同决定了处理器的运行速度。
6. 指令集架构：规定了处理器能够执行的指令和操作，决定了计算机的功能和性能。
7. 中断和异常：用于处理处理器与外部设备之间或程序执行过程中的异常情况，如中断请求、浮点运算溢出等。
8. 数据通路和控制单元：数据通路负责数据的传输和运算，控制单元负责控制数据的流动和整个计算机的工作顺序。
微机原理是理解和设计微型计算机的基础，掌握微机原理可以帮助进行计算机硬件调试、故障诊断和性能优化等工作。
微机原理(存储器系统)
只读存储器是一种对其内容只能读出不能写入的存储器。
可擦除可编程只读存储器EPROM(Erasible Programmable
ROM)和电可擦除可编程只读存储器EEPROM(Electric Erasible Programmable ROM)以及近年来发展起来的快擦型 存储器(Flash Memory)具有EEPROM的特点。
C1
C2
2）写入时， T1.T2均导通，数 据线上的信息对C1进行充放电
2018年11月28日
11
(1) 单译码
单译码方式又称字结构，全部地址码只用一 个电路译码，译码输出的选择线直接选中对应 的存储单元。这一方式需要的选择线数较多， 只适用于容量较小的存储器。
(2) 双译码
在双译码结构中，将地址译码器分成行译码器
(又叫X译码器)和列译码器(又叫Y译码器)两部分，
行列选择线交叉处即为所选中的内存单元，这种方 式的特点是译码输出线较少。
+5V WE* CS2 A8 A9 A11 OE* A10 CS1* D7 D6 D5 D4 D3
26
2018年11月28日
SRAM 6264的功能
工作方式 CS1* CS2 WE* OE* D7 ~ D0
未选中 未选中 写操作 读操作
1 × 0 0
× 0 1 1
× × 0 1
× × 1 0
高阻 高阻 输入 输出
2018年11月28日 2
4.1.1
存储器分类
1．按构成存储器的器件和存储介质分类
按构成存储器的器件和存储介质主要可分为： 磁芯存储器、半导体存储器、光电存储器、磁膜、 磁泡和其它磁表面存储器以及光盘存储器等。 从五十年代开始，磁芯存储器曾一度成为主 存储器的主要存储介质。但从七十年代起，半导 体存储器逐渐取代了磁芯存储器的地位。目前， 绝大多数计算机都使用的是半导体存储器。
微机原理存储器读写
微机原理存储器读写存储器是计算机中用于存储和读写数据的部件，是计算机硬件的重要组成部分。
存储器的读写过程涉及到微机原理中的几个重要概念和原理，包括存储器的组成、地址线、数据线、读写信号以及存储器系统的存储器层次结构等。
本文将深入探讨这些概念和原理，并介绍存储器读写过程的工作原理。
首先，让我们来了解一下存储器的组成。
存储器由一个由多个存储单元组成的阵列构成，每个存储单元可以存储一个二进制位（bit）的数据。
存储器单元通常以矩阵的形式排列，称为存储芯片（Memory Chip），每个存储芯片由多行和多列的存储单元构成。
接下来，我们来了解存储器读写的时序。
存储器的读写操作可以分为两个过程：地址选择和数据传输。
首先，计算机通过地址线将要读取或写入的存储单元的地址发送给存储器。
然后，存储器根据地址选择相应的存储单元，从而读取或写入数据。
数据传输过程通过数据线进行。
地址线和数据线是计算机与存储器之间的重要连接，它们的数量决定了存储器的容量和访问范围。
在存储器读写过程中，还需要使用读写信号来进行控制。
读写信号是由控制器产生的，并传输给存储器，用于指示当前的操作是读取还是写入。
读信号表示计算机要读取存储器中的数据，写信号表示计算机要将数据写入存储器中。
读写信号还包括时钟信号，用于同步存储器和计算机的操作。
对于存储器的读取操作，流程如下：首先，计算机将要读取的存储单元的地址通过地址线发送给存储器。
存储器接收到地址后，根据地址选择相应的存储单元，并将该存储单元中的数据通过数据线传输给计算机。
计算机接收到数据后，将其存储到寄存器中或直接使用。
对于存储器的写入操作，流程如下：首先，计算机将要写入的数据通过数据线发送给存储器。
同时，计算机将要写入的存储单元的地址通过地址线发送给存储器。
存储器接收到地址和数据后，根据地址选择相应的存储单元，并将数据写入该存储单元。
写入操作完成后，存储器会发送一个写完成信号给计算机。
除了基本的存储器读写过程，存储器系统还涉及到一些其他的概念和原理，例如存储器的层次结构。
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）
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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。
微机原理半导体存储器
位地址线）。
虚拟存储器程序占用存储空间，可达246字节。
实存储器
由32位 RAM
地址
ROM
232＝4G
虚存储器 磁盘 设备
246＝64T
•虚拟存储器实际上是由磁盘等外存储器旳支持来 实现旳，即由操作系统把磁盘存储器当主存来使 用，以扩大内存。
所以，存储器和CPU旳连接，有三个部分： （1）、地址线旳连接； （2）、数据线旳连接； （3）、控制线旳连接。 在详细连接时应考虑下面问题：
1、CPU总线旳负载能力
在微机系统中，CPU经过总线与数片存储器和若干I/O 芯片相连，而这些芯片可能为TTL器件，或MOS器 件，所以构成系统时CPU总线能否支持其负载是必须 考虑旳问题。
24 ——VCC ——A8 ——A9 ——WE ——OE ——A10 ——CE ——D7 ——D6 ——D5 ——D4
13 ——D3
引脚功能
D0－D7 8位数据输入／输出 A0-A10地址输入 ,11位
CE 片选（芯片允许） WE 写允许 OE 输出允许
一般RAM都有这三个控制端
• 2K*8=2024*8=16384个基本元电路，用11根地址 线对其进行译码，以便对2K个单元进行选择，选 中旳8bit位同步输入/输出，数据旳方向由CE， WE，OE一起控制。
旳存取时间tRC或tWC；一般以CPU旳时序来拟定对存储
器旳存储速度旳要求 ；在存储芯片已拟定旳情况下， 则应考虑是否需要迁入TW周期等。
• 背面设计，假设能配合，不考虑插入电路。
3、存储器旳地址分配和片选问题
因为目前单片存储器旳容量依然是有限旳，所以 总是要由许多片才干构成一定容量旳存储器。
微机原理是什么意思
微机原理是什么意思
微机原理是指微型计算机的基本工作原理和组成部分的知识。
它涉及到计算机硬件和软件两个方面。
在硬件方面，微机原理包括CPU、存储器、输入输出设备等
各个部分的工作原理和相互连接的方式。
CPU是微机的核心
部件，它负责执行计算机指令并控制整个系统的运行。
存储器用于存储数据和程序，包括主存储器和辅助存储器。
输入输出设备用于与外部世界进行信息交换，例如键盘、显示器、打印机等。
在软件方面，微机原理涉及到操作系统和应用软件的运行机制。
操作系统是控制和管理微机硬件和软件资源的核心程序，它负责调度任务、管理内存、提供文件系统等功能。
应用软件是运行在操作系统之上的各种应用程序，例如文字处理软件、图像处理软件等。
微机原理的学习可以帮助人们理解计算机的基本工作原理，掌握计算机硬件和软件的运行机制，从而更好地应用计算机技术解决实际问题。
微机原理_存储器(2002)
常用芯片简介 — 数据存储器 6X 系列
6116 (2K 8 = 16KBIT) 6264 (8K 8 = 64KBIT)
工作方式真值表
/CE /W E /O E 0 0 1 0 1 × 1 0 × 方式 写 读 非选 功 对应单元 A0~ A10 对 应 单 元 内 容 输 出 到 D0~D7 上 D 0~D 7 呈 高 阻 态 能 D 0~D 7 上 数 据 写 入 A0~ A10
P2.7 P2.6
P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 /Y0 — /CE 0 1 0 1 0 1
0000H — — 01FFFH /Y1 — /CE 0 1 0 1 0 1 0… 0 1… 1 IC2
2000H — — 03FFFH
程序、数据存储空间的混合
存储结构：哈佛结构，物理上两部分空间独立 通过 /RD 和/PSEN区别程序、数据存储读操作 混合方法
/RD /PSEN
/OE
半 导 体 存 储 器
半导体存储器的基本结构
矩阵存储体 译码驱动器 AB 读写电路 片选线 地址总线 读写控制线 数据总线 控制总线
译 码 驱 动 器
矩 阵 存 储 体
读 写 电 路
DB
常用芯片简介 — 程序存储器 27X 系列
2716 (2K 8 = 16KBIT) 2732 (4K 8 = 32KBIT) 2764 (8K 8 = 64KBIT) 27128 (16K 8 = 128KBIT) 27256 (32K 8 = 256KBIT) 27512 (64K 8 = 512KBIT)
74LS139 双2-4译码器
微机原理第五章存储器培训教材
74LS138 是16pin
单电源芯片
G1
Y0
当G1=H，G2A=G2B=L，芯片进行译码， 否则输出全H
G2A G2B
•
•
进行译码时，译码表为： A B C Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 0 00 0 1 1 1 1 1 1 1
C
•
•
B
A
Y7
1 00 1 0 1 1 1 1 1 1
集成度高
双极型（TTL）：速度快，功耗大，集成度低 单极型（MOS）：价格便宜，功耗低，集成度高
速度快，存取时间为几n s ～几百 n s 级
随机存取存储器RAM
CPU按地址对RAM进行读写操作。断电后，数据丢失。
(1) SRAM—— 静态RAM SRAM 基本电路(1位)是由6门MOS管组成的双稳态电路。 SRAM 的集成度较低、功耗较大、存取速度非常快、
3、部分译码选择法
在系统内存比较小的情况下，可将较低的片选地址线参与 片选译码；较高的片选地址线不参与片选译码，默认全0。
A0～A12
A13 A14 A15 A16～A19
8088 主控板
M/IO
WR RD D0～D7
A Y0 B Y1
Y2 C Y3 E1 Y4
Y5 E2 Y6 E3 Y7
片选译码 74LS138
0A000H 6264(2)
0BFFFH
0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11
系统片 选译码
6264地址线13根 存储器片内译码
A0～A12
A13 A14 A15 A16～A19 或
微机原理及接口技术课件第5章 存储器
引脚号
2764
27128
27256
27512
引脚号
2764
27128
27256
27512
1
VPP
VPP
VPP
A15
15
D3
D3
D3
D3
2
A12
A12
A12
A12
16
D4
D4
D4
D4
3
A7
A7
A7
A7
17
D5
D5
D5
D5
4
A6
A6
A6
A6
18
D6
D6
D6
D6
5
A5
A5
A5
A5
19
D7
D7
D7
D7
6
A4
例如：6264静态RAM的容量为8K x 8bit NMC41257的容量为256K x 1bit
某一芯片有多少个存储单元，每个存储单元存储若干位，由于其数值一般 都比较大，存储容量常以字节（Byte）表示。因此常以K表示210，以M表示 220，G表示230。如256KB等于256×210×8bit，32MB等于32×220×8bit。
A4
行 译
存储器阵列
VCC
…
…
码
128x128
GND
A10
WE
I/O1
…
…
…
输入数 据控制
列I/O 列译码
OE
I/O8
CE
…
… …
…
CE
1
WE
0 0
＆ 0
A0A1A2A3
0
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
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第三节：存储系统的分类和原理
“水银延迟线存储器”最早最早的计算机的内存， 由研制ENIAC的工程师John W. Mauchly二战期间为军 用雷达开发的一种存储装置
第三节：存储系统的分类和原理
第三节：存储系统的分类和原理
3. 1 ROM
第三节：存储系统的分类和原理
3.1.1 掩模式ROM
第三节：存储系统的分类和原理
125摄氏度
重写50万次 保存50年
第三节：存储系统的分类和原理
1. 历史
在电子管计算机时期(1946～1959)，计算机主要用于科学计算。主存储 器是决定计算机技术面貌的主要因素。当时，主存储器有水银延迟线存储器、 阴极射线示波管静电存储器、磁鼓和磁心存储器等类型，通常按此对计算机 进行分类。
3.1.2 OTP-ROM
VCC 字选线
熔丝 位线
熔丝式 PROM 存储电路
第三节：存储系统的分类和原理
3.1.3 EPROM
S SiO2 浮栅
行线
VCC
位 线 输 出
P+ + + + P+ N衬底
浮栅管
D
位线 S
(a)
(b)
Erasable Programmable Read-Only Memory
可 靠 性
度
第二节：存储系统基本概念和性能指标
1. 存储器容量
第二节：存储系统基本概念和性能指标
2. 存取速度
指访问（读/写）一次存储器所需要的时间。 常用存储器的存取时间(Memory Access Time) 和存储周期表示。
第二节：存储系统基本概念和性能指标
存 储 器 容 量 与 速 度
26
A11
A6
Y地址译码器
X 地址 译码 器
数据输入
DIN
输入
缓冲器
R/W读写输入
CS片选择
存储单元矩阵 n个 NXM
（4096XI）
写入 读出
输入 缓冲器
典型存储器的组成框图
数据输出
DOUT
第二节：存储系统基本概念和性能指标
衡量存储器的技术指标
存 储 器 容 量
存 取 速 度
功
存 储 带 宽
耗 和 集 成
第一节：计算机存储器系统
第一节：计算机存储器系统
第一节：计算机存ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ器系统
第一节：计算机存储器系统
第一节：计算机存储器系统
第一节：计算机存储器系统
全联映像方式
第一节：计算机存储器系统
直接映像方式
第二节：存储系统基本概念和性能指标
第二节：存储系统基本概念和性能指标
第二节：存储系统基本概念和性能指标
这个计算方法是针对仅靠上升沿信号传输数据的SDRAM而言 的，对于上升沿和下降沿都传输数据的DDR来说计算方法有点变 化，应该在最后乘2。
PCI带宽=33MHz×32bit／8 = 133MB/s AGP 1X总线的带宽=66MHz×64bit／8 = 528MB/s
AGP 4X带宽=528MHz×4 = 2.1GB/s。
第二节：存储系统基本概念和性能指标
3. 存取带宽
表示单位时间内传输数据容量的大小，表示吞吐数据的 能力。存储器的带宽计算：
B=F×D/8
B表示带宽，F表示存储器时钟频率，D表示存储器数据总 线位数。
第二节：存储系统基本概念和性能指标
3. 存取带宽
例如：PC-100的SDRAM带宽计算如下： 100MHz×64bit/8=800MB/s
到了晶体管计算机时期(1959～1964)，主存储器均采用磁心存储器，磁 鼓和磁盘开始用作主要的辅助存储器。不仅科学计算用计算机继续发展，而 且中、小型计算机，特别是廉价的小型数据处理用计算机开始大量生产。
1964年，在集成电路计算机发展的同时，计算机也进入了产品系列化的 发展时期。半导体存储器逐步取代了磁心存储器的主存储器地位，磁盘成了 不可缺少的辅助存储器，并且开始普遍采用虚拟存储技术。随着各种半导体 只读存储器和可改写的只读存储器的迅速发展，以及微程序技术的发展和应 用，计算机系统中开始出现固件子系统。
第二节：存储系统基本概念和性能指标
4. 功耗和集成度
第二节：存储系统基本概念和性能指标
4. 功耗和集成度
新型FCRAM和DDR2 SDRAM的功耗比较
第二节：存储系统基本概念和性能指标
4. 功耗和集成度
第二节：存储系统基本概念和性能指标
5. 可靠性
85摄氏度
重写100万次 保存100年
特点：芯片的上方有一个石英玻璃的窗口，通 过紫外线照射，芯片电路中的浮空晶栅上的电荷 会形成光电流泄漏走，使电路恢复起始状态，从 而将写入的信号擦去。
第三节：存储系统的分类和原理
3.1.4 EPROM
第三节：存储系统的分类和原理
3.1.5 E2PROM
电可擦除可编程的ROM（E2PROM）
Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory
应用特性： （1）对硬件电路没有特殊要求，编程简单。 （2）采用＋5V电源擦写的E2PROM，通常不需要设置单独的 擦除操作，可在写入过程中自动擦除。 （3）E2PROM器件大多是并行总线传输的
第三节：存储系统的分类和原理
3.1.6 E2PROM
第三节：存储系统的分类和原理
3.2. 随机存取存储器 RAM
第三节：存储系统的分类和原理
1. 历史
IBM 硬盘50年发展历史
第三节：存储系统的分类和原理
1. 历史
2004年，希捷首次采用垂直磁记录方式，记录密度突破100Gbpsi
第三节：存储系统的分类和原理
2. 基本原理
第三节：存储系统的分类和原理
2. 基本原理
第三节：存储系统的分类和原理
3. 存储器的分类
微机原理与接口技术
秦红磊 金天
北京航空航天大学电子信息工程学院
第五章 存储器（Memory）
第一节：计算机存储器系统 第二节：存储系统基本概念和性能指标 第三节：主要存储器介绍 第四节：存储器与CPU的连接
第一节：计算机存储器系统
第一节：计算机存储器系统
第一节：计算机存储器系统
第一节：计算机存储器系统
第三节：存储系统的分类和原理
1. 历史
“水银延迟线存储器”最早最早的计算机的内存， 由研制ENIAC的工程师John W. Mauchly二战期间为军 用雷达开发的一种存储装置
第三节：存储系统的分类和原理
1. 历史
1956年9月13日，IBM推出全球首款硬盘系统RAMAC 350，使用了50个24英寸盘片，总容量只有5MB