4 内存储器及其接口

4.1.4 半导体存储器的发展
内存条所用的芯片都是DRAM, 内存条所用的芯片都是DRAM,其发展经历了一 DRAM 个历程: 个历程: 1.SDRAM(同步 同步DRAM): 1.SDRAM(同步DRAM): 常见的SRAM规格有:PC66,PC100,PC133 SDRAM(双倍数据数率 双倍数据数率DRAM): 2.DDR SDRAM(双倍数据数率DRAM): DDR200(PC1600),DDR266(PC2100),DDR333 3.DDR2 SDRAM
4.1.6三种典型的半导体存储器芯片 4.1.6三种典型的半导体存储器芯片
1,SRAM芯片HM6116 SRAM芯片HM6116 芯片
HM6116是一种2K*8位的高速静态CMOS随机存取存储器,其基本特征是: (1)高速度——存取时间为100ns/120ns/150ns/200ns(分别以6116-10, 6116-12,6116-15,6116-20为标志). (2)低功耗——运行时间为150mW,空载时为100mW. (3)与TTL兼容. (4)管脚收出与标准的2K*8b的芯片(例如,2716芯片兼容). (5)完全静态——无须时钟脉冲与定时选通脉冲. (6)HM6116有11条地址线,8条数据线,1条电源线,1条接地线GND和3 条控制线——片选信号CE,写允许信号WE和输出允许信号OE.
74LS138引脚图 图4-12 74LS138引脚图
INPUTS ENABLE G1 × L H H H H H H H H SELECT C × × L L L L H H H H B × × L L H H L L H H A × × L H L H L H L H Y0 H H L H H H H H H H Y1 H H H L H H H H H H Y2 H H H H L H H H H H
3,EPROM芯片 , 芯片Intel2732A 芯片 1.引脚功能 .
2732A的存储容量为4KX8位,有12条地址线A1l~A0,8条数据线O7～ O0.2条控制线中,CE为芯片允许线,用来选择芯片;OE为输出允 许线,用来把输出数据送上数据线,只有当这两条控制线同时有效 时,才能从输出端得到读出的数据.
4.1.3半导体存储器的主要性能指标 4.1.3半导体存储器的主要性能指标
存储容量: 存储容量:能存储二进制数码的数量,即存储元的 个数;m×n,1K×4, 8KB 存取时间(读写周期): 存取时间(读写周期): 从启动一次存储器操作到完成该操作所经历的时间 功耗: 功耗: 每个存储元消耗功率的大小;w/位,mw/位 可靠性: 对电磁场及温度变化等的抗干扰能力, 可靠性: 无故障时间:数千小时
4.1.6三种典型的半导体存储器芯片 4.1.6三种典型的半导体存储器芯片
2,DRAM芯片2164 DRAM芯片2164 芯片
DRAM2164是64K×1位的芯片,它的基本特征是: 1):存取时间为150ns/200ns; 2):低功耗 3):每2ms需刷新一遍,每次刷新512k个存储单 元,2ms内需有128个刷新周期 4):存储容量为64K×1位,该芯片有16条地址线.
4.2.2 集成译码器及其应用
CPU要对存储单元进行读写,首先要选择存储器芯 片,即进行"片选",然后在被选中的芯片中选择所 要读写的存储单元,即进行"字选"——选择存储字. 片选是通过地址译码方法来实现的. 1.74LSl38译码器 74LSl38译码器 在微机系统中,常采用中规模集成电路芯片74LSl38 作为地址译码器.74LSl38是3—8线译码器/分配器, 有三个"选择输入端"C,B,A,三个"使能输人 端"(又称为"允许端"或"控制端")G1,G2A,G2B, 以及8个输出端Y0—Y7.其功能表见表4-3所示.
内存储器接口的基本技术— 4.2 内存储器接口的基本技术 —8位微机系统中的存储器接口 8
(1)地址线的连接 地址线的连接.可以根据所选用的半导体存储器芯片 地址线的连接 地址线的多少,把CPU的地址线分为芯片外(指存储器芯 片)地址和芯片内的地址. (2)数据线的连接 数据线的连接.图4-11中,2732为4KX 8位芯片, 数据线的连接 6116为2KX 8位芯片,两者都有8条数据线,可直接同 8088CPU的8位数据线相连.如果采用Intel2164芯片,因 该芯片为64KXl位芯片,内部只有一位数据线,必须由8片 2164芯片才能构成64K字节的内存,因此8片2164的数据 线必须分别同8088CPU的8条数据线相连. (3)控制线的连接 控制线的连接.即如何用CPU的存储器读写信号同存 控制线的连接 储器芯片的控制信号线连接,以实现对存储器的读写操作.
ROM
EPROM EEROM SRAM DRAM
存储器
现代计算机主存都是半导体存储器组成. 现代计算机主存都是半导体存储器组成.
半导体存储器特点: 半导体存储器特点:
速度快,集成化,非破坏性
静态(SRAM SRAM):双稳电路;速度快 SRAM 1.随机存取存储器 动态(DRAM DRAM):靠电容存储,刷新;集成度 DRAM (RAM RAM):易失性 RAM 高,功耗和价格低 掩模ROM:用户不可写入 2.只读存储器(ROM 可编程PROM:用户可写入一次 ROM): ROM 用紫外线擦除的,可编程EPROM:可多次写入; 非易失性 紫外线擦除 电擦除的,可编程E2PROM:可多次写入;电擦除 3.闪速存储器(Flash Memory):快擦型存储器,一种非挥发型 存储器.耗电低,集成度高,体积小,可靠性好,无须后备电池.
EPROM芯片使用时要注意的问题 芯片使用时要注意的问题
(1)Vpp端加有+25V或±21V电压时,不能插或拔EPROM芯片,只有在关 掉+25V或+21V电压时才能插或拔. (2)加电时,必须先加Vcc(+5V)后,再加Vpp(+25V或+21V);关掉时, 则必须先关Vpp,再关Vcc. (3)当 为低电平时,Vpp不能在低电平和+25V(或十21V)之间转换.
第4章 内存储器及其接口
1.半导体存储器芯片 半导体存储器芯片 2.内存储器接口的基本技术 内存储器接口的基本技术——8位微 内存储器接口的基本技术 位微 机系统中的存储器接口 3.16位和 位系统中的内存储器接口 位和32位系统中的内存储器接口 位和
4.1 半导体存储器芯片
4.1.1 存储器的分类
内存储器接口的基本技术——8位微机 4.2 内存储器接口的基本技术 8 系统中的存储器接口
一个8 4.2.1 一个8位微机系统中的存储器接口
CPU在微机系统中,存储器系统是必不可少的,下 面以一个8位微机系统中的存储器子系统为例,说明 半导体存储器芯片与CPU的连接方法,以及在连接时 必须注意的问题. 图4-11(见教材P116)是一个8位微机系统中的存储 器子系统.该子系统中有4片2732EPROM组成16KB的 ROM区,4片6116SRAM组成8KB的RAM区.该存储器子系 统共占有24KB的内存空间,采用8088CPU. 从图4-11可见,在内存芯片选定后,内存芯片同 CPU的连接是构筑存储器子系统的主要工作,有三部 分内容:
2.工作方式 .
2732A有6种工作方式. (1)读方式.2732A有两条控制信号—— 和 ,在地址信号稳定后, 只有在 和 同时为低电平时,2732A处于读方式. (2)待用方式.当 信号为TTL的高电平时,2732A处于待用状态(又 称为静止等待方式),这时输出端呈现高阻抗,且不受 的影响,在待用 方式下,工作电流从125mA降到35mA.
4.1.5 内存条
以前PC中所用的内存条是单边连线的存储 以前PC中所用的内存条是单边连线的存储 PC 模块,简称SIMM 模块,简称SIMM . (Single Inline Module,单列直插内存模块) Memory Module,单列直插内存模块) 与奔腾系列机器匹配,64位内存条采 与奔腾系列机器匹配,64位内存条采 168条引脚 双面连线存储模块, 条引脚, 用168条引脚,双面连线存储模块,简称 DIMM. Module, DIMM.(Dual Inline Memory Module, 双列直插内存模块) 双列直插内存模块)
3,EPROM芯片 , 芯片Intel2732A 芯片
(3)编程方式.当 /Vpp引脚加上21V电压时,2732A为编程方式, 为防止瞬时的高电压,应在 /Vpp端与地址间接人一个0.1μF的电容 器.欲写入的数据以8位并行方式加到数据输出引脚上,地址和数据 电平与TTL相同. (4)编程禁止方式.当 /Vpp加上21V电压, 加上高电平时,处于 不能进行编程方式,输出为高阻态. (5)Intel标识符方式.当A9引脚加上高电平, , 为低电平时,处 于Intel标识符方式,可从数据线上读出制造厂和器件类型的编码. 各种工作方式示于P115表4-2中.
掩模式ROM 掩模式 可编程的ROM 可编程的 内存储器 可擦除PROM 可擦除 (主存 主存) 主存 双极RAM RAM 双极 MOS型RAM 型 FLASH MEMORY (部分 部分bios) 部分 FLOPPY DISK DISK HARD DISK 外存储器 TAPE DRIVE CD (辅存 辅存) 辅存 OPTICAL DISK DVD MO
4.1.2 半导体存储器的结构框图
地 址 译 码 器 存储 冲 器 缓 据 数
器: 器 : 器: 器 存储体: 存储体 体
n
2n
存储
结构
源自文库结构
存储器中的数据组织 计算机系统中,作为一个整体一次存放或取出 内存储器的数据成为"存储字". 例如:8位机 16位机 32位… 内存储器一般以字节编址,一个存储地址对应 一个8位存储单元.16位,32位存储字的地址 分别是2个,4个存储单元,并且高字节存放高 地址,低字节存放低地址.
4.1.6三种典型的半导体存储器芯片 4.1.6三种典型的半导体存储器芯片
3,EPROM芯片Intel2732A EPROM芯片Intel2732A 芯片
Intel2732A是一种4K×8位的芯片,其存取时间为250ns 和200ns,在同8086—2(8MHz)CPU接口时,无需插入 等待周期即可正常工作.它的引脚排列如下图所示:
不同针脚DIMM接口对比 144Pin SO-DIMM笔记本内存
内存条有2片式和3片式, 片式和 片式之分. 片式和 片式和9片式之分 片式和9片式 内存条有2片式和3片式,8片式和 片式之分. 3片式和 片式 带有奇偶校验, 片式和8片式要看内存芯片是否奇偶校验位 带有奇偶校验,而2片式和 片式要看内存芯片是否奇偶校验位 片式和 而定. 而定.
芯片2164A的容量为64K×1位,即片内共有64K (65536)个地址单元, 每个地址单元存放一位 数据.需要16条地址线,地址线分为两部分:行 地址与列地址. 芯片的地址引线只要8条,内部设有地址锁存器, 利用多路开关,由行地址选通信号变低 RAS (Row Address Strobe),把先出现的8位地址,送至行 地址锁存器;由随后出现的列地址选通信号 CAS (Column Address Strobe)把后出现的8位地址 送至列地址锁存器.这8条地址线也用于刷新(刷 新时地址计数,实现一行行刷新).
64K存储体由4个128×128的存储矩阵构成.每 个128×128的存储矩阵,有7条行地址和7条列 地址线进行选择.7条行地址经过译码产生128 条选择线,分别选择128行;7条列地址线经过 译码也产生128条选择线,分别选择128列.
锁存在行地址锁存器中的7位行地址RA6～RA0同时 加到4个存储矩阵上,在每个矩阵中都选中一行, 则共有512个存储电路被选中,它们存放的信息被 选通至512个读出放大器,经过鉴别,锁存和重写. 锁存在列地址锁存器中的7位列地址CA6～CA0(地 址总线上的A14～A8),在每个存储矩阵中选中一列, 则共有4个存储单元被选中.最后经过1/4 I/O门电 路(由RA7与CA7控制)选中一个单元,可以对这个 单元进行读写.