4-存储器详解

A15 ~A0 D7 ~D0
11
芯片型号 M× N 地址线 A10～A0 数据线 D7～ D 0 Din Dout O7~O0 I/O7~ I/O0 控制线 CS, OE, WE SRAM6116 2K×8 （静态RAM）
DRAM2164 A7～ A0 64K×1 （动态RAM） (行列地址复用) EPROM 2764 E2PROM 2817 8K×8 2K×8 A12～A0 A10～A0
位线 （数据线）
六管静态基本存储电路
单管动态基本存储电路
存储芯片的基本组成
（以静态存储器为例）
◆半导体存储器芯片通常由存储矩阵、单元地址译码、数据缓冲/驱动和 读/写控制逻辑四部分组成。 ◆存储器芯片的引脚主要有存储单元地址线Am-1~A0 、数据线Dn-1~D0 、片 选通线CS（CE）、读/写控制线OE和WE等。
◆存储器芯片组成存储器的芯片数计算：
存储器字节数 芯片单元数
例如，设计一个64KB的RAM存储器:
若用静态RAM 6116（2K×8）芯片组成，则 64/2×1=32 片; 若用动态RAM 2116（16K×1）芯片组成，则 64/16×8=32片， 32片分成4组，每组8片。
常用存储器芯片的组成特性
RAS, CAS, WE CE, OE/VPP, PGM CE, OE, WE, RDY/BUSY
数据线、地址线的连接
◆数据线的连接： 存 储 器 芯 片 的 数 据端 Dn-1~D0 ， 直接和系统数据 总线 （DB）相应的数据位挂接起来。 ◆地址线的连接： 存储器芯片的地址端 Am-1~A0 ，直接和系统地址总线 （AB），从A0开始的低位地址部分相应的地址线挂接 起来。
D7~D4
D3~D0
字节扩充连接示意图
MEMW MEMR 2-4 译 码 器
A19 A18
8088
16
CS OE 27512(1) 16
CS OE 27512(2) 11
CS OE WE 6116(1)
A10~A0D7~D0
CS OE WE 6116(2)
A10~A0D7~D0
A15~A0D7~D0 A1ຫໍສະໝຸດ Baidu~A0D7~D0
常用半导体存储器件的特点
◆双极型RAM：存取速度快，与MOS型RAM相比集成度低、功耗大、成 本高。 ◆MOS型RAM：制造工艺简单、集成度高、功耗低、价格便宜，存取速 度不及双极型RAM。静态RAM（SRAM）以双稳态触发器做基本存储 电路，集成度较高。动态RAM （DRAM）利用电容电荷存储信息，需 附加刷新电路，采用的元件比静态RAM少，集成度更高，功耗更小。 DRAM优于SRAM。 ◆ EPROM ：是可用紫外线进行 （脱线）擦除，用编程器固化信息的 ROM。EPROM可以多次改写，但编程速度较慢。 ◆ E2PROM ： 是 可 用 特 定 电 信 号 进 行 （ 在 线 ） 擦 除 和 编 程 的 ROM 。 E2PROM比EPROM使用方便，但存取速度较慢，价格也较高。 ◆快擦写存储器：在E2PROM基础上发展的，比E2PROM擦除和改写速度 快得多。
A0 A1 Am-1 . . .
地 址 译 码 器
基本存储电路
. . . . 存储矩阵（体） . .
组成的
数 据 缓 冲 器
D0 . . . D1 Dn-1
读/写控制逻辑 片选通 读/写选通
存储器芯片的容量表示
◆存储器芯片的容量表示： 存储芯片的单元数×单元位数 例如，1 K×4 8 K× 1 16K×8 8 芯片位数
半导体存储器的分类
随机存取存储器 （RAM） 双极型RAM MOS型RAM 静态RAM（SRAM） 动态RAM（DRAM）
半导体存储器 (Memory)
只读存储器 （ROM）
掩膜ROM 可编程ROM(PROM) 紫外线擦除可编程ROM(EPROM) 电擦除可编程ROM(E2PROM) 快擦写存储器（Flash Memory）
微机原理与接口技术
第 4 章 微机存储器
教案
第 4 章 微机存储器
4.1 半导体存储器
4.2 存储器与系统的连接
4.3* 现代存储器体系结构
习题例
半导体存储器的性能指标
由于半导体存储器具有集成度高、功耗低、可靠性好、存取速度快、 成本低等优点，是构成存储器的最主要的器件。 ◆存储容量：存储器容量是数据存储能力的指标，以字节为单位编址，存 储器容量用最大字节数描述。 ◆ 存取速度：存储器存取速度用最大存取时间或存取周期描述。存储器 存取时间定义为从接收到存储单元的地址码开始，到它取出或存入数 据为止所需时间（单位为纳秒, ns）。 ◆ 功耗：功耗用存储单元功耗（μW/单元），或存储芯片功耗（mW/芯片） 描述。功耗指标也涉及到到芯片集成度。 ◆ 可靠性：可靠性是指存储器对电磁场、温度等外界变化因素的抗干扰 能力，一般用平均无故障时间描述。
基本存储电路
◆半导体存储器芯片是把成千上万个基本存储电路以矩阵阵列的组织形式 （称为存储体）集成在数平方厘米上的大规模集成电路。 ◆基本存储电路是存储一位二进制信息的电路，由一个具有两个稳定状态 （“0”和“1”）的电子元件组成。
字线 Vcc
T3 位线1 (数据线) T5 A T1 T4 T B T6 T2 位线2 (数据线) Cg Cd 字线
读/写控制线的连接
◆CPU 读 / 写操作控制信号 (M/IO ， RD 和 WR) 进行逻辑组合， 产生存储器读 MEMR 和存储器写 MEMW 信号，分别接存
储器芯片的读允许OE信号和写允许WE信号 。
RD M/IO WR
与 与
MEMR
MEMW
存储器容量的扩充
◆当单个存储器芯片的容量不能满足存储器容量要求时，需要 用多个存储器芯片组合，以扩充存储器的容量。
◆扩充存储器容量的连接方法：
位扩充——扩充存储单元（字节）的数据位数。 （芯片的单元位数为1位或4位时，需做位扩充。） 字节扩充——扩充存储单元的字节个数。 （芯片的单元数小于存储器字节数时，需做字节扩充。）
位扩充连接示意图
MEMW A19 ~A10 译码器 A9~A0 CS WE A9~A0 2114 (1K×4) D3~D0 CS WE A9~A0 2114 (1K×4) D3~D0