微机原理第5章存储器系统
微机原理第五章 存储器
（00000H~007FFH）
A11
CPU
A19
…
A0~A10
6116 CS
2）部分译码法 系统总线中的地址总线除片内地址外，部分高位地址（不是
全部高位地址）接到片外译码电路中参加译码，形成片选信号。 因此对应于存储芯片中的单元可有多个地址 。
（二）内存与CPU连接时的速度匹配
对CPU来说，读/写存储器的操作都有固定的时序（对8086 来说需要4个时钟周期），由此也就决定了对内存的存取速 度要求。
（三）内存容量的配置、地址分配 1. 内存容量配置
• CPU寻址能力（地址总线的条数） 软件的大小（对于通用计算机，这项不作为主要因素）
2. 区域的分配 RAM ROM 3. 数据组织 （按字节组织） 16位数据，低位字节在前，高位字节在后，存储器奇偶分体 （四）存储器芯片选择 根据微机系统对主存储器的容量和速度以及所存放程序的不同等 方面的要求来确定存储器芯片。它包括芯片型号和容量的选择。
24V
S
SiO2 G
D
字线
Vcc 位 线 输 出
P+ + + P+ N衬底
浮栅MOS
位
D
线
浮栅管
S
特点： 1）只读， 失电后信息不丢失 2）紫外线光照后，可擦除信息， 3）信息擦除可重新灌入新的信息（程序） 典型芯片（27XX） 2716（2K×8位），2764（8K ×8位）……
D0 D8
CE
址
线
存储体
启动
控制逻辑 控制线
读 写
数 据 CPU
电寄
路存
器数
第五章微机原理课后习题参考答案
习题五一. 思考题⒈半导体存储器主要分为哪几类？简述它们的用途和区别。
答：按照存取方式分，半导体存储器主要分为随机存取存储器RAM（包括静态RAM和动态RAM）和只读存储器ROM（包括掩膜只读存储器，可编程只读存储器，可擦除只读存储器和电可擦除只读存储器）。
RAM在程序执行过程中，能够通过指令随机地对其中每个存储单元进行读\写操作。
一般来说，RAM中存储的信息在断电后会丢失，是一种易失性存储器；但目前也有一些RAM 芯片，由于内部带有电池，断电后信息不会丢失，具有非易失性。
RAM的用途主要是用来存放原始数据，中间结果或程序，与CPU或外部设备交换信息。
而ROM在微机系统运行过程中，只能对其进行读操作，不能随机地进行写操作。
断电后ROM中的信息不会消失，具有非易失性。
ROM通常用来存放相对固定不变的程序、汉字字型库、字符及图形符号等。
根据制造工艺的不同，随机读写存储器RAM主要有双极型和MOS型两类。
双极型存储器具有存取速度快、集成度较低、功耗较大、成本较高等特点，适用于对速度要求较高的高速缓冲存储器；MOS型存储器具有集成度高、功耗低、价格便宜等特点，适用于内存储器。
⒉存储芯片结构由哪几部分组成？简述各部分的主要功能。
答：存储芯片通常由存储体、地址寄存器、地址译码器、数据寄存器、读\写驱动电路及控制电路等部分组成。
存储体是存储器芯片的核心，它由多个基本存储单元组成，每个基本存储单元可存储一位二进制信息，具有0和1两种状态。
每个存储单元有一个唯一的地址，供CPU访问。
地址寄存器用来存放CPU访问的存储单元地址，该地址经地址译码器译码后选中芯片内某个指定的存储单元。
通常在微机中，访问地址由地址锁存器提供，存储单元地址由地址锁存器输出后，经地址总线送到存储器芯片内直接进行译码。
地址译码器的作用就是用来接收CPU送来的地址信号并对它进行存储芯片内部的“译码”，选择与此地址相对应的存储单元，以便对该单元进行读\写操作。
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
微机原理与单片机接口技术课后题参考答案_1-6章_
一、填空题
1． 运算器、控制器 和 寄存器组 集成在一块芯片上，被称作微处理器。 2．总线按其功能可分 数据总线 、 地址总线 和 控制总线 三种不同类型的总 线。 3． 迄今为止电子计算机所共同遵循的工作原理是 程序存储 和 程序控制 的工 作原理。这种原理又称为 冯· 诺依曼型 原理。 4．写出下列原码机器数的真值；若分别作为反码和补码时，其表示的真值又分 别是多少？ (1) （0110 1110）二进制原码＝（＋110 1110）二进制真值＝（＋110）十进制真值 （0110 1110）二进制反码＝（＋110 1110）二进制真值＝（＋110）十进制真值 (0110 1110）二进制补码＝（＋110 1110）二进制真值＝（＋110）十进制真值 (2) （1011 0101）二进制原码＝（－011 0101）二进制真值＝（－53）十进制真值 （1011 0101）二进制反码＝（－100 1010）二进制真值＝（－74）十进制真值 （1011 0101）二进制补码＝（－100 1011）二进制真值＝（－75）十进制真值 5．写出下列二进制数的原码、反码和补码（设字长为 8 位） 。 (1) (＋101 0110)二进制真值＝(0101 0110)原码＝(0101 0110)反码＝(0101 0110)补码 (2) (－101 0110)二进制真值＝(1101 0110)原码＝(1010 1001)反码＝(1010 1010)补码 6.［X］补=78H，则［-X］补=（88）H。 7．已知 X1= +0010100，Y1= +0100001，X2= 0010100，Y2= 0100001，试计 算下列各式（设字长为 8 位） 。 (1) [X1＋Y1]补= [X1]补＋ [Y1]补= 0001 0100 ＋ 0010 0001 = 0011 0101 (2) [X1－Y2]补= [X1]补＋ [－Y2]补= 0001 0100 ＋ 0010 0001 = 0011 0101 (3) [X2－Y2]补= [X2]补＋ [－Y2]补= 1110 1100 ＋ 0010 0001 = 0000 1101 (4) [X2＋Y2]补= [X2]补＋ [Y2]补= 1110 1100 ＋ 1101 1111 = 1100 1011 8．将下列十六进制数分别转换成二进制、八进制、十进制和 BCD 数。 （1）(5D.BA)16=（0101,1101.1011,1010）2＝（135.564）8＝（93. 7265625）10 =（1001,0011.0111,0010,0110,0101,0110,0010,0101）BCD （2）(1001.0101,1)2=（9.34375）10＝（11.26）8＝（9.58）16 =（1001.0011,0100,0011,0111,0101）BCD 9．写出下列字符的 ASCII 码。 (1) ‗9‘＝（39H）ASCII 码 (3) ‗$‘ ＝（24H）ASCII 码 (5) ‗b‘ ＝（62H）ASCII 码 (7) ‗换行‘ ＝（0AH）ASCII 码 (2) ‗C‘ ＝（43H）ASCII 码 (4) ‗空格‘ ＝（20H）ASCII 码 (6) ‗回车‘ ＝（0DH）ASCII 码 (8) ‗报警符‘ ＝（07H）ASCII 码
大学微机原理半导体存储器详解演示文稿
不可再次改写。
PROM基本存储电路
PROM的写入要由专用的电路（大
电流、高电压）和程序完成。
第17页，共36页。
第5章 半导体存储器
5.3.2 可擦除的PROM 一、EPROM（紫外线可擦除） 用户可以多次编程。用紫外线照射可全部擦除原有信息（擦除后内容 全为“1” ），便可再次改写。
一、RAM原理
构成
存储体（R-S触发器构成的存储矩阵） 外围电路 译码电路、缓冲器
I/O控制电路
0
0
地
1
1
数
址
存储
据
n位 译
矩阵
缓
地址 码 2n-1
m
冲
器
器
m位 数据
CS 控制 逻辑
R/W
存储芯片构成示意图
第6页，共36页。
第5章 半导体存储器
地址译码器：
接收来自CPU的n位地址，经译码后产生2n个地址选择信号，实现对片
3. 按存储器的功能来分类 ✓按存储器与CPU的关系分类
控制存储器CM 、主存储器MM 、高速缓冲存储器Cache 、
外存储器EM ；
✓按存储器的读写功能分类 读写存储器RWM 、只读存储器ROM；
✓按数据存储单元的寻址方式分类
随机存取存储器RAM 、顺序存取存储器SAM 、直接存取存储器DAM ；
内存储单元的选址。
控制逻辑电路：
接收片选信号CS及来自CPU的读/写控制信号，形成芯片内部控制信号， 控制数据的读出和写入。
数据缓冲器：
寄存来自CPU的写入数据或从存储体内读出的数据。
存储体：
存储体是存储芯片的主体，由基本存储元按照一定的排列规律构成。
微机原理第5版(周荷琴)第五章.pptx
例 5.4 用1K×4的SRAM芯片2114构成4K×8的存储器。 先作位扩展， 2 片 2114并接成一组 1KB存储器；再对 4 组作字扩展，用24译码器对这4组进行片选。
3. 形成片选信号的三种方法 1）线选法
用某1位高位地址做片选，低位地址与芯片地址线相连
实现片内寻址。电路简单但空间浪费大，因部分地址 线未参与译码，会地址重叠和地址不连续。 例5.5 有2块2764 EPROM芯片，用线选法对它们进行寻 址。画出译码电路示意图，并列出地址范围。 2764 容 量 8KB=23×210=213 字 节 ， 共 有 13 根 地 址 线 A12A0。可在地址总线A19A13中任选2根作线选译码 信号，当然地址范围会不同。 CE 让A13、A14接芯片1、2的片选 端，A12A0接芯片1、 2的地址线A12A0 ，就实现了线选法寻址。 这样， A13=0 选中 2764(1) ， A14=0 选中 2764(2) 。它们 不能同时选中。A12A0从000H变到FFFH，就能顺序 访问被选中芯片中的8K个字节。
2）字扩展
芯片位数已符合，只要增加地址范围，即字扩展增加
字数或容量。 例5.3 用16K×8芯片字扩展为64K×8存储器。 用4个芯片，A13A0、D7 D0、WE 线均并联，设计1 个24译码器，为各芯片提供片选信号 CS3 CS0 。
3）字位扩展
存储器芯片的容量和位数都需要进行扩展。
§5.4 存储器与CPU的连接
5.4.1 设计接口应考虑的问题
5.4.2 存储器接口设计
5.4.2 存储器接口设计
1. 地址译码器
存储器由多个芯片构成，CPU进行读/写操作时，
首先应选中特定的芯片，称为片选，然后从该芯 片中选择所要访问的存储单元。片选和访存的信 息，来源于CPU执行存储器读/写指令时，送到地 址总线上的地址信息，其中的高位用来生成片选 信号，低位直接连到芯片的地址线上，去实现片 内寻址。 用高位地址信息实现片选的电路称为地址译码器， 有门电路译码器、 N中取一译码器和 PLD（ Programmable Logic Device，可编程逻辑器件）译码 器等几种。如果用 FPGA 设计硬件系统，还可用 FPGA芯片的一部分来实现地址译码。 74LS138是常用的8中取1译码器。
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。
微机原理与接口技术第三版课本习题答案
第二章 8086体系结构与80x86CPU1．8086CPU由哪两部分构成它们的主要功能是什么答：8086CPU由两部分组成：指令执行部件EU,Execution Unit和总线接口部件BIU,Bus Interface Unit;指令执行部件EU主要由算术逻辑运算单元ALU、标志寄存器FR、通用寄存器组和EU控制器等4个部件组成,其主要功能是执行指令;总线接口部件BIU主要由地址加法器、专用寄存器组、指令队列和总线控制电路等4个部件组成,其主要功能是形成访问存储器的物理地址、访问存储器并取指令暂存到指令队列中等待执行,访问存储器或I／O端口读取操作数参加EU运算或存放运算结果等;2．8086CPU预取指令队列有什么好处 8086CPU内部的并行操作体现在哪里答：8086CPU的预取指令队列由6个字节组成,按照8086CPU的设计要求,指令执行部件EU在执行指令时,不是直接通过访问存储器取指令,而是从指令队列中取得指令代码,并分析执行它;从速度上看,该指令队列是在CPU内部,EU从指令队列中获得指令的速度会远远超过直接从内存中读取指令;8086CPU内部的并行操作体现在指令执行的同时,待执行的指令也同时从内存中读取,并送到指令队列;5．简述8086系统中物理地址的形成过程;8086系统中的物理地址最多有多少个逻辑地址呢答：8086系统中的物理地址是由20根地址总线形成的;8086系统采用分段并附以地址偏移量办法形成20位的物理地址;采用分段结构的存储器中,任何一个逻辑地址都由段基址和偏移地址两部分构成,都是16位二进制数;通过一个20位的地址加法器将这两个地址相加形成物理地址;具体做法是16位的段基址左移4位相当于在段基址最低位后添4个“0”,然后与偏移地址相加获得物理地址;由于8086CPU的地址线是20根,所以可寻址的存储空间为1M字节,即8086系统的物理地址空间是1MB;逻辑地址由段基址和偏移地址两部分构成,都是无符号的16位二进制数,程序设计时采用逻辑地址,也是1MB;6．8086系统中的存储器为什么要采用分段结构有什么好处答：8086CPU中的寄存器都是16位的,16位的地址只能访问64KB的内存;086系统中的物理地址是由20根地址总线形成的,要做到对20位地址空间进行访问,就需要两部分地址采用段基址和偏移地址方式组成物理地址的优点是：满足对8086系统的1MB 存储空间的访问,同时在大部分指令中只要提供16位的偏移地址即可;9．在某系统中,已知当前SS＝2360H,SP＝0800H,那么该堆栈段在存储器中的物理地址范围是什么若往堆栈中存入20个字节数据,那么SP的内容为什么值答：SS×10H＋SP＝23600H＋0800H＝23E00H,堆栈段在存储器中的物理地址范围是23600H～23E00H;若往堆栈中存入20个字节数据,那么SP的内容为0800H －14H＝07ECH;20的十六进制为14H;10．已知当前数据段位于存储器的B4000H到C3FFFH范围内,则段寄存器DS 的内容为多少答：段寄存器DS的内容为B4000H;11．8086系统中为什么一定要有地址锁存器需要锁存哪些信息答：由于8086CPU受芯片封装的限制,只有40个管脚,所以地址线和数据线只能采用复用的方式共同使用某些管脚;对存储器进行访问时,在读取数据或写入数据时,存储器芯片要求在这个过程中地址信息必须稳定提供给存储器,而由于8086CPU地址线和数据线是复用的,就不可能在同一时刻具有地址和数据的两种功能;这就需要在CPU提供地址信息时,将地址锁存起来,以保证下一个时刻当这些复用的管脚起着数据线的功能时,存储器有正确的地址信息;要锁存的信息包括这些复用管脚的地址和BHE等信号;12．8086读/写总线周期各包括最少几个时钟周期什么情况下需要插入等待周期TW 插入多少个TW取决于什么因素答：8086读/写总线周期各包括最少四个时钟周期;在系统中增加等待周期TW的一般情况是：当CPU提供了地址后,由于外设或存储器的读出或写入时间较慢,不能与CPU的速度匹配,就需要插入等待周期TW,等待CPU能从外设或存储器将数据正确地读出或写入为止;显然,插入的等待周期TW的个数取决于外设或存储器的取出或写入时间;13．若已知当前DS=7F06H,在偏移地址为0075H开始的存储器中连续存放6个字节的数据,分别为11H,22H,33H,44H,55H和66H,请指出这些数据在存储器中的物理地址,如果要从存储器中读出这些数据,需要设备部几次存储器各读出哪些数据答：物理地址：７F０６H×１０H＋００７５H＝７F０DSH,故从7F0DSH起６个地址数据在存储器中的地址;最少要访问四次：第一次：１１;第二次：３３,２２;第三次：５５,４４;第四次：６６;１４：某程序在当前数据段中存有两个数据字０ABCDH和1234H,它们对应的物理地址分别为3FF85H和40AFEH,若已知当前DS=3FB0H,请说明这两个数据的偏移地址,并用图说明它们在存储器中的存放格式;答：偏移地址为：0485H和0FFEH;第三章8086的指令系统1：MOV AX,SI 寄存器寻址寄存器间接寻址2：MOV DI,100寄存器寻址立即寻址3：MOV BX,AL 寄存器间接寄存器4：MOV BXSI,CX 基址+变址寄存器5：ADD DX,106HSI变址寄存器6：PUSH AX 寄存器 7：ADD DS:BP,AX 8:OR AX,DX 寄存器2：设寄存器DS=2000H,SS=1500H,ES=3200H,SI＝０A０H,BX＝１００H,BP＝１０H,数据段中变量VAL的偏移地址为50H,试指出下列各条指令中源操作数的寻址方式是什么对于存储器操作数,其物理地址是多少（1）MOV AX,100H直接寻址：20100H（2）MOV CX,ES:BX 寄存器寻址（3）MOV DX,BXSI基址+变址：200F0h（4）MOV AX,VALSI变址寻址：200F0h（5）MOV BX,1234BX基址寻址：205D2H（6）MOV AX,BP寄存器寻址：15010H3．答案3OUT 3EBH,AX 改 4MUL AL,CL 改MUL CLMOV DX,3EBH 6ROL DX,5改MOV CL,5OUT DX,AX ROL DX,CL5MUL AX,25改 8POP FR 改POPFMOV BX,25 9MOV 234H,BX改MOV BX,234H10INC SI改INC BYTE PTR SI11ADD BX,456H改ADD WORD PTR BX,456H12INT O错 13DIV AX ,BX改DIV BX14DEC BP改DEC WORD PTR BP 15XLAT BX 错16ADD CX+1改ADD CX,1或INC CX 17DAA AX 改DAA4：带符号数-86所表示的二进制：10101010B执行MOV DL,2AH 和SHR DL,1两条指令后：DL=00010101 CF=0可将AX寄存器中D0,D5,D8和D11位求反,其余位不变的指令：XOR AX,0921H 某存储单元物理地址为3B4FH,其段地址和偏移地址可选：3B40H和00FEH 两个8位二进制数00110101及10110110做“异或”操作后,寄存器FR的下面3个状态标志分别是：PF=0 SF=1 ZF=0寄存器写指令时,如MOV SI,AX,则CPU的外部管脚状态：WR=0 RD=1 M\IO=1 5:已知,DS=2000H BX=100H SI=02H 从物理地址20100H单元开始,依次存放数据12H 34H 56H 78H ,而从物理地址21200h单元开始,依次存放数据2AH,4CH.8BH,98H.试说明下列各条指令单独执行后AX寄存器的内容;1MOV AX,3600H 3600H2MOV AX,1200H 4C2AH3MOV AX,BX 0100H4MOV AX,BX 3412H5MOV AX,1100HBX 4C2AH6MOV AX,BXSI 7856H6.设堆栈指针SP的初值为2400H,AX=4000H,BX=3600H.问：1执行指令“PUSH AX”后,SP= 23FEH2再执行“PUSH AX”和”POP AX”后,SP= AX= BX=SP=23FEH AX=3600H BX=3600H7.1MOV DX,2000HMOV BX,1000HXHGH BX,DXBX=2000H,DX=1000H2MOV AX,1234HPUSH AXPOP BXAX=1234H,BX=1234H3LEA DX,2000HMOV BX,DX4MOV AL,08ADD AL,08AAAAX=01065MOV AL,48HADD AL,39H DAAAL=87H6AND AL,ALMOV AL,80 ADC AL,AL AL=0A0H7MOV DX,OFFFH NEG DXDX=0001H8MOV BL,OB8H ROR BL,1BL=5CH,CF=09SUB AX,AX AND DX,DXDX=010MOV CL,3 MOV AH,42H SHR AH,XLAH=08H,CF011MOV AX,34EBH MOV CL,5FH DIV CL12MOV AL,08HMOV BL,09MUL BLAAMAX=0702H13MOV BL,9MOV AX,0702HADDDIV BL,AX=0008H14MOV AL98HCBWBX=0FF98H15MOV AH,2MOV DL,`W`INT 21H结果=执行DOS的2号功能调用,在屏幕上显示字母W第五章存储器原理与接口1．按存储器在计算机中的作用,存储器可分为哪向类简述其特点;答：存储器分：主存储器内存,辅助存储器外存,高压缓冲存储器;主存储器用来存放活动的程序和数据,其速度高,容量较少、每位价格高;辅助存储器用于存放当前不活跃的程序和数据,其速度慢、容量大、每位价格低;缓冲存储器在两个不同工作速度的部件之间起缓冲作用;2．什么是RAM和ROM RAM和ROM各有什么特点答：RAM是随机存储器,指计算机可以随机地、个别地对各个存储单元进行访问,访问所需时间基本固定,与存储单元的地址无关;ROM是只读存储器,对其内容只能读,不能写入;与RAM相比,其信息具有非易失性,即掉电后,ROM中的信息仍会保留;3．什么是多层次存储结构它有什么作用答：存储器的性能是计算机性能的最主要指标之一,其目标是大容量、高速度和低成本,因此应该在系统结构的设计上扬长避短,采用多层存储结构构成一个较为合理的存储系统;多层存储结构是一个金字塔的结构,距塔尖即CPU越近速度越快,容量越小,单位价格也较贵；反之速度较慢,容量较大,单位价格也较便宜;其作用是获得最佳性价比;5．主存储器的主要技术指标有哪些答：主存储器的主要技术指标有主存容量、存储器存取时间、存储周期和可靠性;7．若用1K×1位的RAM芯片组成16K×8位的存储器,需要多少片芯片在CPU的地址线中有多少位参与片内寻址多少位用做芯片组选择信号答：要128片;A1～A9共10位参与片内寻址,其余可用于片选信号;8．在8086系统中,若要从存储器奇地址体中读1个字节数据,列出存储器有关的控制信号和它们的有效逻辑电平信号;答：RD=0 WD=1 CS=0 M IO=1 BHE=0第六章微型计算机的输入输出1．CPU与外部设备通信为什么使用接口答：存储器与CPU交换信息时,它们在数据格式、存取速度等方面基本上是匹配的,,也就是说,CPU要从存储器读入指令、数据或向存储器写入新的结果和数据,只要一条存储器访问就可以完成；在硬件连接方面,只需芯片与芯片之间的管脚直接连接;但CPU要与外部设备通信至少有两方面的困难：第一,CPU的运行速度要比外设的处理速度高得多,通常简单地用一条输入输出的指令是无法完成CPU 与外设之间的信息交换的；第二,外设的数据线和控制线也不可能与CPU直接连接;CPU与外设通信具有如下特点：需要接口作为CPU与外设通信的桥梁;需要有数据传送之前的“联络”;要传递的信息有三方面内容：状态、数据和控制信息;CPU 与外设通信必须借助于必要的电路来实现,这样的电路称为接口或I/O接口; １．什么是接口为什么需要接口接口有哪些作用答：而介于主机和外设之间用于完成某些控制功能、速度匹配、信号转换的一种缓冲电路称为I/O接口电路,简称I/O接口Interface;I/O接口在CPU与外设之间建立一个缓冲区,解决CPU与外设之间在数据形式、数据的传递方式以及传递速率上存在很大差异的矛盾;接口作用主要包括信号暂存、数据格式转换、传送路径的切换控制和状态信号的交换、通讯控制、设备动作、定时控制、中断管理及错误检测等功能;.答：CPU和外设之间的信息交换存在以下一些问题：速度不匹配；信号电平不匹配；信号格式不匹配；时序不匹配;I/O接口电路是专门为解决CPU与外设之间的不匹配、不能协调工作而设置的,处于总线和外设之间,一般应具有以下基本功能：⑴设置数据缓冲以解决两者速度差异所带来的不协调问题；⑵设置信号电平转换电路,如可采用MC1488、MC1489、MAX232、MZX233芯片来实现电平转换;⑶设置信息转换逻辑,如模拟量必须经 A/D变换成数字量后,才能送到计算机去处理,而计算机送出的数字信号也必须经D/A变成模拟信号后,才能驱动某些外设工作; ⑷设置时序控制电路；⑸提供地址译码电路;2.I/O接口有什么用途1进行地址译码或设备选择,以便使CPU能与某一指令的外部设备通信;2状态信息的应答,以协调数据传送之前的准备工作;3进行中断管理,提供中断信号;4进行数据格式转换,如正负逻辑的转换、串行与并行数据转换等;5进行电平转换,如TTL电平与MOS电平间的转换;6协调速度,如采用锁存、缓冲、驱动等;7时序控制,提供实时时钟信号;3.I/O端口有哪两种寻址方式各有何优缼点答：存储器的映像I/O寻址和Ｉ／Ｏ映像的Ｉ／Ｏ寻址存储器映射的I/O寻址方式优缺点⏹优点：由于I/O和存储器在地址上没有区别,在程序设计时可以使用丰富的指令对端口进行操作,甚至包括对端口数据的运算;⏹缺点： I/O端口需要占用部分处理器的地址空间;◆由于存储器和I/O端口地址在形式上没有区别,相对增加了程序设计和阅读的难度;I/O映射的I/O寻址方式优缺点优点：程序阅读方便,使用IN或OUT指令就一定是对外设的通信；◆由于I/O端口有自己的地址,使系统存储器地址范围扩大,适合大系统使用;缺点：指令少,编程相对灵活性减少；◆硬件上需要I/O端口的译码芯片,增加了硬件开支5.微机系统的输入输出指什么输入输出有什么不同常用的打印机有：击打式、喷墨式和激光打印机;输入与输出的不同输入是指从被控设备到计算机的物理信号的传输和变换通道,其主要实现被控设备和计算机之间原始参数和信号的变换;输出是指从计算机到被控设备的控制信号和参数的传输通道,其与输入一样都有模拟与数字之分,都是用以实现数据采集现场与计算机的连接6.输入输出有哪几种方式各有何优缼点答：两种方式：程序控制方式和直接存储器存取方式DMA方式优缼点：程序控制方式：速度慢,但程序简单;DMA：速度快,但程序复杂;7.在输入输出的电路中,为什么常常要用锁存器和缓冲器因为I/O速度非常快,利用锁存器和缓存器解决同步问题9．8086CPU在执行输入输出指令时,CPU有哪些控制管脚的作用,什么样的电平有效答：RD WD CS MI0 BHE 除了BHE高电平有效,其它均低电平有效;10.8086CPU分配的端口地址有何限制为什么8086CPU 与外设交换数据可按字节进行;当按字节进行时,偶地址端品的字节数据由低8位数据线D 7~D 0位传输,奇地址端口的字节数据由高8位数据线D15~D8传输;当用户在安排外设的端口地址时,如果外设是以8位方式与CPU 连接,就只能将其数据线与CPU 的低8位连接,或者只能与CPU 的高8位方式连接;这样,同一台外设的所有寄存器端口地址都只能是偶地址或者奇地址,所以设备的端口地址往往是不连续的;例：设计一ROM 扩展电路,容量为32K 字,地址从00000H 开始;EPROM 芯片取27256解：a 、确定芯片个数32K ×16=64K ×8 64 K ×8/32 K ×8=2片例: 设计一RAM 扩展电路,容量为32K 字,地址从10000H 开始;芯片采用6225627256EPROM A 14—A 0D 7—D 0CS OE 27256EPROMA 14—A 0D 7—D 0CS OE ＋M/IO A 19A 18A 17A 1615|A 115|D 8D 7|D 0RD解：a 、计算所需要的芯片个数32K ×16=64K ×864 K ×8/32 K ×8=2片 62256RAM A 14—A 0D 7—D 0CS OE WR 62256RAM A 14—A 0D 7—D 0CS OE WR 15|A 115|D 8D 7|D 0RDWR++A ＋M/IO A 19A 18A 17A 16BHE。
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
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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。
单片微机原理系统设计与应用课后部分习题答案
单⽚微机原理系统设计与应⽤课后部分习题答案第⼆章 MCS-51单⽚机硬件结构2-5. 8051单⽚机堆栈可以设置在什么地⽅？如何实现？答：8051单⽚机堆栈可以设置在内部RAM中。
当系统复位时，堆栈指针地址为07H，只要改变堆栈指针SP的值，使其为内部RAM中地址量，就可以灵活的将堆栈设置在内部RAM中。
2-16. 8051单⽚机内部数据存储器可以分为⼏个不同的区域？各有什么特点？2-21.复位后，CPU内部RAM各单元内容是否被清除？CPU使⽤的是哪⼀组⼯作寄存器？它们的地址是什么？如何选择确定和改变当前⼯作寄存器组？答：复位并不清除CPU内部RAM单元中内容，掉电会清除内部RAM 中内容。
复位以后因为PSW=00H，所以选择⼯作寄存器0区，所占地址空间为00H-07H。
⼯作寄存器组可以查询PSW中的RS1(PSW.4)和RS0(PSW.3)来确定，改变当前RS1和RS0的值即可改变当前⼯作寄存器组。
2-22.指出复位后⼯作寄存器组R0-R7的物理地址，若希望快速保护当前⼯作寄存器组，应采取什么措施？答：复位⼯作寄存器组R0-R7的物理地址为00H-07H。
如希望快速保护当前⼯作寄存器组，可以通过改变PSW中RS1(PSW.4)和RS0(PSW.3)的当前值来完成。
第三章 MCS-51指令系统3-6.设系统晶振为12MHz，阅读下列程序，分析其功能，并⼈⼯汇编成机器代码。
答：因为AJMP指令必须有PC指针地址，所以本题解题时设程序开始地址为1000H。
本程序完成功能是使P1.0⼝输出⽅波：T=2*((3*250+2+2)*10+1+2+2)=15090us=15.09ms翻译成机器语⾔的难点在于AJMP⼀句，根据AJMP指令代码可知，该指令为2个字节，⾼8为字节构成为“A10A9A800001”，低8位字节构成为“A7-A0”。
⼜有设置了程序起始地址为1000H，很容易可以写出各指令的地址，AJMP的绝对转移⽬标地址为1002H，A10=0、A9=0、A8=0，所以机器代码为“01 02”，⽬标地址在2区，因为A15-A11为“00010”。
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
微机原理第五章习题答案
习 题 五一. 思考题二. 综合题⒈ 已知一个SRAM 芯片的容量为16KB×4，该芯片的地址线为多少条数据线为多少条 答：芯片容量为142B ，所以该芯片的地址线为14条，数据线为4条。
⒉ 巳知一个DRAM 芯片外部引脚信号中有4条数据线，7条地址线，计算其存储容量。
答：7421284⨯=⨯位。
3.某存储芯片上有1024个存储单元，每个存储单元可存放4位二进制数值，则该存储芯片的存储容量是多少字节。
答：512B 。
4. 某 RAM 芯片的存储容量为 1024×8 位，该芯片的外部引脚最少应有几条其中几条地址线几条数据线若已知某 RAM 芯片引脚中有 13 条地址线，8 条数据线，那么该芯片的存储容量是多少答：该芯片外部引脚最少应有18条；其中10条地址线，8条数据线。
芯片的存储容量是32KB 。
5. 在部分译码电路中，若CPU 的地址线A 15、A 14和A 13未参加译码，则存储单元的重复地址有多少个。
答：328=个。
6. 假设选用一片6264芯片和一片2764芯片构成内存储系统。
采用线选法控制片选端，至少需要多少条片选地址线若采用部分译码法控制片选端，至少需要多少条片选地址线采用全部译码法控制片选端，则需要多少条的片选地址线答：用线选法控制片选端，至少需要2条片选地址线；若采用部分译码法控制片选端，至少需要1条片选地址线；采用全部译码法控制片选端，则需要1条的片选地址线。
7.设某微型机的内存RAM 区的容量为128KB ，若用 2164 芯片构成这样的存储器，需多少片 2164至少需多少根地址线其中多少根用于片内寻址多少根用于片选译码答：需16片 2164；至少需8根地址线；其中7根用于片内寻址；1根用于片选译码。
8. 设有一个存储器系统，由2个8KB 的6264SRAM 芯片构成。
其中1#芯片的地址范围为0A6000H~0A7FFFH ，2#芯片的地址范围为0AA000H~0ABFFFH ，下图画出了74LS138译码器、存储器与8088CPU 的连接图，但只画出了连线图的一部分，请将电路连接图补充完整。
微机原理 第5章6章习题
；送基和当前地址高８位
； 210=1024送基本和当前字节计数初
；送基本和当前字节计数初值高８位
写入方式字：数据块传送，地址增量，禁止自动预置，写传 送，选择通道0
MOV OUT MOV OUT AL，10000100B 0BH，AL AL，00H 0AH，AL
写入屏蔽字：通道0屏蔽位清0
写入命令字： DACK 和DREQ为高电平，固定优先级，非存储 器间传送
A） 中断指令 B） 串操作指令 C） 输入/输 出指令 D） MOV指令 中断指令，串操作指令，MOV指令处理CPU内部寄 存器信息的．
• 3.如果认为CPU等待设备的状态信号是处于非工作状态(即踏 步等待),那么,在下面几种主机与设备数据传送方式中, Ａ 主 机与设备是串行工作的, Ｂ 主机与设备是并行工作 的, Ｃ 主程序与外围设备是并行运行的。 A) 程序查询方式; B) 中断方式; C) DMA方式 串行工作：按照时间顺序依次工作． 并行工作：同一时间处理多个工作． 并行运行：两个设备在同一时间一起运行的． 查询方式只要查询到一个外设空闲，就立即运行，不会在乎其 他外设的情况．运行完成后才查询另一个外设． 中断方式：同时有多个外设在运行．中断中还有中断． 和我们的边听歌，边看网页是一样的． DMA方式：由DMA和外设打交道，CPU处理另外的事情．因此， CPU的主程序和外设是并行工作的。
第5章习题
Байду номын сангаас
第五章
• 1、内存储器是计算机系统中的 存储 装置，用 来存放 程序 和 数据 。 • 2、半导体存储器分为 只读存储器ROM 和 随机存取存储器RAM 。 • 3、半导体存储器的性能指标 包括 存储容量 、 存取时间 、 功耗 、 可靠性 。 • 4 、将存储器与系统相连的译码片选方式有 线选 法和 地址译码选择 法。 • 5、 对2817A进行读操作，其引脚 = 0 ， = 1 ， = 0 。
微机原理答案
微机原理答案计算机应用基础第 1 章基础知识1.1 计算机中常用的计数制有哪些？解：二进制、八进制、十进制（BCD）、十六进制。
1.2 什么是机器码？什么是真值？解：把符号数值化的数码称为机器数或机器码，原来的数值叫做机器数的真值。
1.3 完成下列数制的转换。
解：（1）166，A6H（2）0.75（3）11111101.01B, FD.4H(4) 5B.AH, (10010001.011000100101)BCD1.4 8 位和 16 位二进制数的原码、补码和反码可表示的数的范围分别是多少？解：原码（-127~+127）、（-32767~+32767）补码 (-128~+127）、（-32768~+32767）反码（-127~+127）、（-32767~+32767）1.5 写出下列真值对应的原码和补码的形式。
（1）X= -1110011B（2）X= -71D（3）X= +1001001B解：（1）原码：11110011 补码：10001101（2）原码：11000111 补码：10111001（3）原码：01001001 补码：010010011.6 写出符号数 10110101B 的反码和补码。
解：11001010，110010111.7 已知 X 和 Y 的真值，求[X+Y]的补码。
（1）X=-1110111B Y=+1011010B（2）X=56D Y= -21D解：（1）11100011（2）001000111.8 已知 X= -1101001B，Y= -1010110B，用补码求 X-Y 的值。
解：111011011.9 请写出下列字符的 ASCII 码。
4A3-！解：34H，41H，33H，3DH，21H1.10 若给字符 4 和 9 的 ASCII 码加奇校验，应是多少？解：34H，B9H1.11 上题中若加偶校验，结果如何？解：B4H，39H1.12 计算下列表达式。
(1) （4EH+10110101B）x（0.0101）BCD=（（2）4EH-（24/08H+’B’/2）=（）B解：）D（1） 129.5D（2）101010B第 2 章微型计算机基础2.6 简述 CPU 执行程序的过程。
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
电子科大微机原理chapter5习题解答
5.10用16K X1位的DRAM 芯片组成64K X8位存储器，要求：(1) 画出该存储器的组成逻辑框图。
(2) 设存储器读/写周期为0.5卩SQPU在1 yS内至多要访问一次。
试问采用哪种刷新方式比较合理？两次刷新的最大时间间隔是多少？对全部存储单元刷新一遍所需的实际刷新时间是多少？(1)组建存储器共需DRAM 芯片数N= (64K*8 ) / (16K*1 ) =4*8 (片)。
每8片组成16K X8位的存储区，A13~A0作为片内地址，用A15、A14经2:4译码器产生片选信号：，逻辑框图如下(图有误：应该每组8片，每片数据线为1根)(2)设16K X8位存储芯片的阵列结构为128行X128列，刷新周期为2ms。
因为刷新每行需0.5 yS,则两次(行)刷新的最大时间间隔应小于：心遊“55(呵128为保证在每个1yS内都留出0.5 yS给CPU访问内存，因此该DRAM适合采用分散式或异步式刷新方式，而不能采用集中式刷新方式。
若采用分散刷新方式，则每个存储器读/写周期可视为1 yS,前0.5yS用于读写，后0.5 yS用于刷新。
相当于每1 yS刷新一行，刷完一遍需要128X 1 yS= 128 yS,满足刷新周期小于2ms的要求；若采用异步刷新方式，则应保证两次刷新的时间间隔小于15.5 y S如每隔14个读写周期刷新一行，相当于每15 yS刷新一行，刷完一遍需要128 x 15yS= 1920 y S,满足刷新周期小于2ms的要求；需要补充的知识：刷新周期：从上一次对整个存储器刷新结束到下一次对整个存储器全部刷新一遍为止的时间间隔。
刷新周期通常可以是2ms，4ms或8ms。
DRAM 一般是按行刷新，常用的刷新方式包括：集中式：正常读/写操作与刷新操作分开进行，刷新集中完成。
特点：存在一段停止读/写操作的死时间，适用于高速存储器。
(DRAM 共行，刷新周期为Q = 以为读写时间，tr = 0.5以为刷新时间,tc = 1 yS 为存储周期)异步式：前两种方式的结合， 每隔一段时间刷新一次， 只需保证在刷新周期内对整个存储器刷新一遍。
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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位扩展特点：
存储器的单元数不变，位数增加。
57
字扩展
地址空间的扩展
芯片每个单元中的字长满足，但单元数不满足。
扩展原则：
每个芯片的地址线、数据线、控制线并联。 片选端分别引出，以使每个芯片有不同的地址范围。
58
字扩展示意图
DB
D0～D7
通常使用的译码器有： 74LS138/9
38
3）部分地址译码
用部分高位地址信号（而不是全部）作为译码 信号，使得被选中得存储器芯片占有几组不同 的地址范围。
下例使用高5位地址作为译码信号，从而使被 选中芯片的每个单元都占有两个地址，即这两 个地址都指向同一个单元。
39
部分地址译码例
1
A19
33
6264芯片全地址译码例
A19
A12
A0
1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 片首地址
A19
A12
A0
1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 片尾地址
该6264芯片的地址范围 = F0000H~F1FFFH
34
全地址译码例
动态RAM集成度高，引脚数目受到小型化封装的限制 内部具有行地址锁存器和列地址锁存器，并带有读出再
生放大器，提高信号输出功率
47
2. 典型DRAM芯片2164A
2164A：64K×1bit 采用行地址和列地址
来确定一个单元； 行列地址分时传送，
共用一组地址信号线； 地址信号线的数量仅
为同等容量SRAM芯 片的一半。
3
存储器分类
按所处的位置不同，分为：
内存和外存 内存：存放当前运行所需要的程序和数据，以便向CPU
快速提供信息，存取速度快，但容量较小，且价格较高 外存：用来存放当前暂时不参与运行的程序、数据和文
件，以及一些永久性保存的程序、数据和文件，存储容 量大，价格低，但存取速度较慢
4
按存储介质，分为：
微机原理第5章存储器系统
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第5章
存储器系统
2
主要内容：
存储器系统的概念 半导体存储器的分类及其特点 半导体存储芯片的外部特性及其与系统的连接 存储器扩展技术 高速缓存
与系统连接图
50
三、存储器扩展技术
51
1. 存储器扩展
用多片存储芯片构成一个需要的内存空间； 各存储器芯片在整个内存中占据不同的地址范
围； 任一时刻仅有一片（或一组）被选中。
存储器芯片的存储容量等于：
单元数×每单元的位数
扩展 单元
字节数
字长
扩展 字长
52
2. 存储器扩展方法
位扩展 字扩展 字位扩展
对程序员是透明的 目标：
提高存储速度
Cache
主存储器
10
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
11
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）
命中率（H） T=H*T1+（1-H）*T2
单位容量价格（C） 访问效率（e）
66
2. EPROM 2764
8K×8bit芯片 地址信号：A0 —— A12 数据信号：D0 —— D7 输出信号：OE 片选信号：CE 编程脉冲输入：PGM 其引脚与SRAM 6264完全兼容.
67
2764的工作方式
数据读出 标准编程方式
编程写入 快速编程方式
擦除
编程写入：
每出现一个编程负脉冲就写入一个字节数据
存储容量
存储单元个数×每单元的二进制数位数
存取时间
实现一次读/写所需要的时间
存取周期
连续启动两次独立的存储器操作所需间隔的最小 时间
可靠性 功耗
19
§5.2 随机存取存储器
掌握：
SRAM与DRAM的主要特点 几种常用存储器芯片及其与系统的连接 存储器扩展技术
20
一、静态存储器SRAM
将两个或两个以上速度、容量和价格各不相同 的存储器用硬件、软件或软硬件相结合的方法
连接起来
构成存储系统。
系统的存储速度接近最快的存储器，容量接近 最大的存储器。
8
2. 两种存储系统
在一般计算机中主要有两种存储系统：
主存储器 Cache存储系统
高速缓冲存储器
主存储器 虚拟存储系统
磁盘存储器
9
Cache存储系统
1
A17
1 A16
&
0 A15
0 A14
1
0 A13
6264 CS1
高位地址： 1×11000
1011000，1111000
两组地址： F0000H —— F1FFFH
B0000H —— B1FFFH
40
例5-1
用存储器芯片SRAM6116(2K×8b)构成一个4KB 的存储器，要求其地址范围在78000H~78FFFH之 间。
若干存储元构成一个存储单元。
15
2. 内存储器的分类
随机存取存储器（RAM） 内存储器
只读存储器（ROM）
16
随机存取存储器（RAM）
静态存储器（SRAM） RAM
动态存储器（DRAM）
17
只读存储器（ROM）
只读存储器
掩模ROM 一次性可写ROM EPROM EEPROM
18
3. 主要技术指标
71
3. 工作方式
数据读出 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
全地址译码 部分地址译码
29
1）逻辑门组合---全地址译码
全地址译码有两 种：逻辑门组合 法、译码器法
逻辑门组合法： 依靠门电路对地 址线进行组合， 从而得到需要的 地址范围
使用“与”、
“或”、“非”、
“与非”、“或
非”等
30
例
1
A19
1
A18
1
A17
1
A16
&
0 A15 0 A14 0 A13
1
1
SRAM 6264
CS1
0
CS2
+5V
31
存储器地址
内存地址
片选地址
高位地址
片内地址
低位地址
32
6264芯片的编址
A19
A12
A0
X X X X X X X 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 片首地址
A19
A12
A0
X X X X X X X 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 片尾地址
22
2. 典型SRAM芯片
主要引脚功能 工作时序 与系统的连接使用
23
典型SRAM芯片
SRAM6264：
容量：8K X 8b 双列直插式芯片，
28个引脚，其中一 个空引脚
24
SRAM 6264 控制信号
25
SRAM 6264 写时序
26
SRAM 6264 读时序
27
3. 8088总线信号
68
二、EEPROM
69
1. 特点
可在线编程写入； 掉电后内容不丢失； 电可擦除。
70
2. 典型EEPROM芯片98C64A
8K×8bit芯片； 13根地址线（A0 —— A12）； 8位数据线（D0 —— D7）； 输出允许信号（OE）； 写允许信号（WE）； 选片信号（CE）； 状态输出端（READY / BUSY）。
A19
A12
A0
0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 片尾地址
36
全地址译码例
高位地址：0011111
SRAM 6264
0 A19 0 A18 1 A17 1 A16
1 A15 1 A14 1 A13
1
&
CS1
0
CS2
+5V
37
2）译码器全地址译码
使用译码器对高位地 址进行译码，全部地 址线参加单元地址编 码
60
字扩展例
高位地址：
芯片1： 0 0 1 0 芯片2： 0 0 1 1
MEMR
&
MEMW
A19
A19 A18
A16
A18
A17
A17
A16
74LS138
G1 G2A
Y2 G2B
C Y3
B A
芯片1 芯片2
61
字位扩展
设计过程：
根据内存容量及芯片容量确定所需存储芯片数； 进行位扩展以满足字长要求； 进行字扩展以满足容量要求。 若已有存储芯片的容量为L×K，要构成容量为M ×N的存 储器，需要的芯片数为：
8 0 RD、WR 8 8
总 线
MEMR、MEMW
存储器
A19-A0
IOR、IOW 、AEN
A15-A0
输入/输出
28
4. SRAM接口设计
存储器与CPU的接口应该包括三部分内容：
与地址总线的接口 与数据总线的接口 与相应控制线的接口
存储器接口设计关键在于片选信号的连接 片选有两种设计方法