微机接口第四章ppt课件

MAR
……
存 储 体
读
数
写
据
驱
寄
动
存
DB
M
器
器
MDR
控制逻辑
启动
片选
读/写
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图4.3 存储.器的基本组成
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1. 存储体
基本存储电路是组成存储器的基础和核心， 它用于存放一位二进制信息“0”或“1”。若干记 忆单元（或称基本存储电路）组成一个存储单元， 一个存储单元一般存储一个字节，即存放8位二进 制信息，存储体是存储单元的集合体。
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p个输入
Ap-1
Ap-2
A1
A0
…
N 取1 译码器
D0
Wn-1
… W1 W0
…
M D1 位 位 线
DM－1
…
基本存储电路
输
出
选中的字线
缓
输出M位
冲
放
大
器
N根字线 N=2p 个地址
图4.4 单译码寻址示意图
(2) 双译码方式
双译码方式采用的是两级译码电路。当字选 择线的根数N很大时，N=2p中的p必然也大，这时 可将p分成两部分，如：N=2p=2q+r=2q×2r=X×Y， 这样便将对N的译码分别由X译码和Y译码两部分 完成。
6. 控制逻辑
接收来自CPU的启动、片选、读/写及清除命 令，经控制电路综合和处理后，产生一组时序信 号来控制存储器的读/写操作。
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三、半导体存储器芯片的主要技术指标
1. 存储容量（存放二进制信息的总位数） 存储容量=存储单元个数×每个存储单元的位数
常用单位：MB、GB、TB
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X地址译码
V3 V5 A
V1
Vcc
V4 B V6
V2
Di V7
I/O
Y地址译码
Di V8
本章内容
• 存储器概述 • 存储器的工作原理 • 半导体存储器 • 存储器与CPU的连接
学习目的
了解存储器的工作原理和外部特性 掌握微机中存储系统的结构 学会利用现有的存储器芯片构成所
需内存系统。
4.1 存储器概述
存储器是计算机系统中具有记忆功能 的部件，它是由大量的记忆单元(或称基本 的存储电路)组成的, 用来存放用二进制数 表示的程序和数据。
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3. 地址寄存器
用于存放CPU访问存储单元的地址，经译码 驱动后指向相应的存储单元。
4. 读/写电路
包括读出放大器、写入电路和读/写控制电路， 用以完成对被选中单元中各位的读出或写入操作。
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5. 数据寄存器
用于暂时存放从存储单元读出的数据，或从 CPU或I/O端口送出的要写入存储器的数据。
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存储器操作：
ຫໍສະໝຸດ Baidu 读操作，非破坏性。 写操作，破坏性。
存储器的职能：
信息交换中心。 数据仓库。
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实际上存储系统是快慢搭配，具有层次结构， 如图4.1所示。
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CPU 寄存器
速度快 容量小
内部Cache
外部Cache
主存储器
辅助存储器
大容量辅助存储器
速度慢 容量大
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A0
X0
X
A1
(行)
W0,0
...
A2
地 址
A3 A4
译
码 器
X31
W31,0
W0,31
基本存储电路
W31,31
R/W控制
Y0 … Y31
Y(列)地址译码及I/O控制
A5 A6 A7 A8 A9
图4.5 双译码结构示意图
数据输入 数据输出
单译码方式主要用于容量 小的存储器，双译码方式可大 大减少输出选择线的数目，适 用于大容量的存储器。
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目前，存储器使用的存储介质有半导体器件 ，磁性材料，光盘等。一般把半导体存储器芯片 作为内存。由于半导体存储器具有存取速度快、 集成度高、体积小、功耗低、应用方便等优点， 在此我们只讨论半导体存储器。
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双极型
读写存储器
半
RAM
导
体
MOS
静态随机SRAM 动态随机DRAM
其中：1kB=210B
1MB=210kB=220B
1GB=210MB=230B 1TB=210GB=240B
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2. 存取时间
存取时间又称存储器访问时间。指启 动一次存储器操作到完成该操作所需的时 间 tA。 3. 存取周期
存取周期是连续启动两次独立的存储 器 操 作 所 需 间 隔 的 最 小 时 间 TC ， 一 般 TC≥tA 。
2. 译码驱动电路
该电路实际上包含译码器和驱动器两部分。 译码器的功能是实现多选1，即对于某一个输入的 地址码，N个输出线上有唯一一个高电平（或低电 平）与之对应。
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常用的地址译码有两种方式，即单译码和双 译码方式。
(1) 单译码方式
单译码方式是一个“N中取1”的译码器，如图 4.4所示。译码器输出驱动N根字线中的一根，每根 字线由M位组成。若某根字线被选中，则对应此线 上的M位信号便同时被读出或写入，经输出缓冲放 大器输出或输入一个M位的字。
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记忆单元是一种能表示二进制“ 0 ”和 “1”的状态并具有记忆功能的物理器件，如电 容、双稳态电路等。一个记忆单元能够存储二 进制的一位。由若干记忆单元组成一个存储单 元、一个存储单元能存储一个字，字有4位、8 位、16位等称之字长，字长为8时，称一个字 节。
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存
储 器
只读存储器 ROM
掩膜ROM
一次性编程 PROM
紫外光擦除 UREPROM
可编程ROM
可擦除
EPROM
电擦除
EEPROM
图4.2 半导体存储器分类
二、半导体存储器的组成
半导体存储器由地址寄存器，译码电路、存储体、 读/写控制电路、数据寄存器、控制逻辑等6个部分组成。
地
地
址
址
寄
译
AB
存
码
器
器
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4. 可靠性 可靠性指存储器对电磁场及温度等变
化的抗干扰能力。
5. 其他指标 体积、重量、价格、功耗(包括维持
功耗和操作功耗)。
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4.2 随机存取存储器RAM
一、静态随机存储器SRAM
图4.6为6个MOS管组成的双稳态电路。
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图4.1 微机存储系统的层次结构
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一、存储器分类
1. 内存储器(内存或主存)
功能：存储当前运行所需的程序和数据。 特点：CPU可以直接访问并与其交换信
息，容量小，存取速度快。
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2. 外存储器( 外存)
功能：存储当前不参加运行的程序和数据。
特点：CPU不能直接访问，配备专门设 备才能进行交换信息，容量大， 存取速度慢。