最新存储器与存储器系统
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
存储器与存储器系统
第五章存储器与存储器系统
内容提要:
1.存储器的分类、性能指标,存储器系统的多层结构;
2.半导体存储器的基本结构、工作原理;
3.半导体存储器容量的形成与寻址及其与8086CPU的连接;
4.内存条的选择与安装;
5. EPROM编程实践。
学习目标:
1.掌握存储器的分类、性能指标,存储器系统的多层结构;
2.掌握存储器芯片RAM、EPROM的基本结构、地址形成方法;
3.重点掌握8086CPU与存储器的连接技术;
4.掌握EPROM编程技术;
5.了解DRAM刷新,内存条选择与安装。
难点:
CPU与存储器的连接。
学时:6
实验学时:
作业:
1、由2K×1bit的芯片组成容量为4K×8bit的存储器需要个存储芯片。 A)2 B)8 C)32 D)16
2、由2732芯片组成64KB的存储器,则需要块芯片和根片内地址线。
A)12 B)24 C)16 D)14
3、安排2764芯片内第一个单元的地址是1000H,则该芯片的最末单元的地址是。
A)1FFFH B)17FFH C)27FFH 4)2FFFH
将存储器与系统相连的译码片选方式有法和法。
4、若存储空间的首地址为1000H,存储容量为1K×8、2K×8、4K×8H和8K×
8的存储器所对应的末地址分别为、、
和。
5、对6116进行读操作,6116引脚CE= ,WE= ,
OE= 。
6、试用4K×8位的EPROM2732和2K×8位的静态RAM6116以及LS138译码器,构成一个8KB.的ROM、4KB的RAM存储器系统(8086工作于最小模式),ROM地址范围为:FE000H~FFFFFH,RAM地址范围为:00000H~00FFFH。
一、概述
1. 存储器分类
1)按存储介质分:半导体存储器、磁表面存储器、光表面存储器;
2)按读写功能分:ROM和RAM;
3)按信息的可保存性分类:
非永久性记忆存储器(断电后信息消失):RAM
永久性记忆存储器(断电后信息仍保存):ROM、磁表面或光表面存储器;
4)按在计算机系统中的作用分类:主存储器(内存)、辅助存储器(外存)、高速缓冲存储器。
2. 存储器的性能指标
1)存储容量:是指存储器可以存储的二进制信息量。表示方法为:存储容量 = 存储单元数*每单元二进制位数
2)存取时间和存取周期:说明存储器工作速度。
存取时间:从存储器接收到寻址地址开始,到完成取出或存入数据为止所需的时间;
存取周期:连续两次独立的存储器存取操作所需的最小时间间隔;一般略大于存取时间。
3)可靠性:指存储器对电磁场及温度等的变化的抗干扰能力。
4)其它指标:体积、功耗、工作温度范围、成本等。
3. 存储器系统的多层结构
对存储器系统的要求:容量大、速度快、成本低;
存储器系统多层结构:高速缓冲存储器(cache)、主存储器、外存储器;
主存:用来存放计算机运行期间的大量程序和数据,CPU可直接访问,一般由MOS型半导体存储器组成;
高速缓冲存储器(cache):是计算机系统中的一个高速但容量小的存储器,在中高档微机中用来临时存放CPU正在使用和可能就要使用的局部指令和数据。通常用双极型半导体存储器组成;
外存:用来存放系统程序和大型数据文件及数据库等。外存储器中的数据和程序必须调到内存中CPU才能执行或调用,所以其特点是:存储器容量大、成本低但存取速度慢,目前主要有磁盘、光盘、磁带存储器。
二、半导体存储器
1. 半导体存储器的分类:
可分为RAM和ROM。
RAM:随机读写存储器,非永久性记忆存储器,用来存放需改变的程序、数据、中间结果及作为堆栈等;
ROM:只读存储器,属永久性记忆存储器,用来存放固化系统的设备驱动程序、不变的常数和表格等。
2. 随机存储器RAM
按制造工艺可分为双极型和MOS型。
双极型:用晶体管组成基本存储电路,特点是存取速度快,但与MOS型相比,集成度低、功耗大、成本高,常用来制造cache;
MOS型:用MOS管组成基本存储电路,存取速度低于双极型,但集成度高、功耗低、成本低、应用广泛。可分为静态和动态两类。
1)SRAM和DRAM的共同点:
①断电后内容会丢失;
②既可读亦可写。
2)区别:
①从存放一位信息的基本存储电路来看,SRAM由六管结构的双稳态电路组成,而DRAM是由单管组成,是靠分布电容来记忆信息的。
② SRAM的内容不会丢失,除非对其改写,DRAM除了对其进行改写或掉电,若隔相当长时间时,其中的内容回丢失,因此,DRAM每隔一段时间就需刷新一次,在700C情况下,典型的刷新时间间隔为2ms。
③ DRAM集成度高,而SRAM的集成度低。
3)DRAM的刷新
①基本存储电路见图5.1。
图5.1基本存储电路
DRAM刷新:定时重复地DRAM进行读出和再写入,以使电容泄放的电荷得到补充。
②专门安排的动态刷新操作特点:
保证在2ms内DRAM所有行都能遍访一次;
刷新地址通常由刷新地址计数器产生,而不是由AB提供;
刷新地址只需行地址;
刷新操作时,存储器芯片的数据线呈高阻状态。
③实际的DRAM刷新方法:
一种是利用专门DRAM控制器来实现刷新控制,如Intel8203就是专门为了2117、2118、2164DRAM刷新DRAM控制器;
另一种是在每一个DRAM芯片上集成逻辑电路,使存储器件自身完成刷新,这种器件叫综合型DRAM,对用户而言,工作起来如同静态RAM,如
Intel2186/2187。
④DRAM特点:需刷新,且刷新操作时,不能进行正常读写操作,和
SRAM比较,具有集成度高、功耗低、价格便宜、应用普遍等优点。3. 只读存储器ROM
分为掩膜ROM、PROM、EPROM、EEPROM。
1)掩膜ROM:厂家采用光刻掩膜技术,将程序制入其中,用户使用时,只能进行读操作,不能再改写存储器中的信息;
2)PROM:用户买来可按照自己的需要,进行一次且只能进行一次编程(写操作),一经编程就只能执行读出操作了;
3)EPROM:用户借助特殊手段可写入信息(编程)且能用紫外线擦除信息并可重复编程的ROM;
4)EEPROM:在线电擦除的EPROM。
三、常用半导体存储器芯片
1. 静态RAM存储器(SRAM)
1)静态RAM的结构和特性