微型计算机中的存储器
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微型计算机中的存储器
存储器的层次结构
CPU
在CPU内部设置多个 通用寄存器，用来存 放中间数据；
采用多存储模块交叉 存取，把主存分成多 个模块，信息交叉存 储；
采用高速缓存，置于 主存与CPU之间。
CACHE
主存（内存）
I/O控制
辅存
辅存
辅存
微型计算机中的存储器
4.2 内部存储器的组成
1.半导体存储器的分类： 按制造工艺
半导体 存储器
只读存储器 （ROM）
掩膜式ROM 一次性可编程ROM（PROM） 紫外线擦除可编程ROM（EPROM） 电擦除可编程ROM（EEPROM）
详细展开，注意对比
微型计算机中的存储器
读写存储器RAM
SRAM DRAM
组成单元 触发器
极间电容
速度 集成度 快低 慢高
应用 小容量系统 大容量系统
在主机内部的存储器被称 为主存，在主机外部的存 储器被称为外存；
外存中的信息要通过接口 电路调到内存，CPU才能 使用。
微型计算机中的存储器
CPU CACHE
主存（内存）
辅存（外存）
4.1 概述
按存储介质，可将存储器 分为半导体存储器和磁存 储器；
按存取方式，可分为随机 存储器和顺序存储器；
CPU
CACHE
按 读 写 功 能 ， 可 分 为 读 / 主存（内存） 写存储器和只读存储器；
按信息的可保存性，可分 为易失性和永久性存储器。 辅存（外存）
微型计算机中的存储器
4.1 概述 容量、速度、价格三个
指标是相互制约的
存储器的主要性能指标： 存储容量：
存储容量=存储单元数×每个单元的二进制位数 注意，这里的单元指具有同一地址的存储单位。 速度：存储器的速度用取数时间和存储周期衡量； 价格：常用每位的价格衡量，不仅包含存储元件本 身的价格，还含有为该存储器操作服务的外围电路 的价格； 存储器的总价格正比于存储容量，反比于存储周期
选中存储芯片，控制读写操作
RD WR CS
微型计算机中的存储器
① 存储体
存储体是由大量的位存储单元按矩阵方式排 列的组合体。每个位存储单元只能存储1位 二进制信息。
存储一个字节的容量被称为1个存储单元。 每个存储单元被赋予一个惟一的编号，即该 单元的地址。
存储单元的容量与地址线位数有关： 2n ＝ N n：地址线位数 N：存储单元的容量
选择
线直0 接选中地址
1
所
A5 A4 A3 A2 A1 A0
双 分 向 选译码器 中译选别1的码译中存结码矩64储构，阵个单：X中单向元元又列选才称存中能重储AAA矩进210合单阵行译元行译码读中码，7/行写，只0存操用有储作26X4个1单Y个。相译单元同码元，时器Y7
双译码可简化芯片设计 63
列译码
17 A7 16 A8 15 A9 14 I/O1 13 I/O2 12 I/O3 11 I/O4 10 WE*
功能
微型计算机中的存储器
SRAM芯片6116
存储容量为2K×8 24个引脚：
微型计算机中的存储器
只读存储器ROM
掩膜ROM：信息制作在芯片中，不可更改； PROM：允许一次编程，此后不可更改； EPROM：用紫外光擦除，擦除后可编程；并
允许用户多次擦除和编程； EEPROM（E2PROM）：采用加电方法在线
进行擦除和编程，也可多次擦写； Flash Memory（闪存）：能够快速擦写的
主要采用的译码结构
可减少译码器的输出线，简化译码器结A构3A4A5
单译码 双译码
微型计算机中的存储器
③ 片选和读写控制逻辑
片选端CS*或CE*
有效时，可以对该芯片进行读写操作
读RD*或OE*
控制读操作。有效时，芯片内数据输出 该控制端对应系统的读控制线
写WR*
控制写操作。有效时，数据进入芯片中 该控制端对应系统的写控制线
双极型：速度快、集成度低、功耗大 MOS型：速度慢、集成度高、功耗低
按使用功能
随机存取存储器RAM：可读可写、断电丢失 只读存储器ROM：正常只读、断电不丢失
详细分类，请看图示
微型计算机中的存储器
图4.2 半导体存储器的分类
随机存取存储器 （RAM）
静态RAM（SRAM） 动态RAM（DRAM）
外部电路较简单； 功耗较大。
微型计算机中的存储器
SRAM芯片2114
存储容量为1024×4 18个引脚：
10根地址线A9～A0 4根数据线I/O4～I/O1 片选CS* 读写WE*
A6 1 A5 2 A4 3 A3 4 A0 5 A1 6 A2 7 CS* 8
GND 9
18 Vcc
微型计算机中的存储器
3 随机存取存储器
用来暂时存放中间 结果、数据以及断 电后无需继续保留 的信息
静态RAM SRAM 2114 SRAM 6264
动态RAM DRAM 4116 DRAM 2164
微型计算机中的存储器
静态RAM
SRAM的基本存储单元是触发器电路 每个基本存储单元存储二进制数一位 许多个基本存储单元形成行列存储矩阵 SRAM一般采用“字结构”存储矩阵：
EEPROM，但只能按块（Block）擦除。
微型计算机中的存储器
2 半导体存储器芯片的结构
① 存储体
地存储器地芯片的主要部分，用来存储读信息 数
②
地址址译码址电路 寄根据输译入的地址
编存码储体来选中
芯
写
据
片电内某个特缓定
的
存储
AB 存单元 码
路
冲 DB
③ 读/写电路
■ 包括读写放大器和数据缓冲器，是输入和输出通道。 ④ 片选和读写控制逻辑控制电路
第4章 微型计算机中的存储器
4.1 概述 4.2 内部存储器的组成 4.3 存储器的连接 4.4 外部存储器
微型计算机中的存储器
第4章 微型机中的存储器 教学重点
半导体存储器的组成 常用芯片使用介绍 SRAM、EPROM与CPU的连接与扩
展
微型计算机中的存储器
4.1 概述
存储器与运算器、控制器 一起，构成了计算机的主 机系统；
微型计算机中的存储器
① 存储体
注意：存储器芯片的存储容量与地址、 数据线的位数有关：
芯片的存储容量＝2n×m
＝存储单元数×存储单元的位数
n： 芯片的地址线根数
m：芯片的数据线根数
示例
ห้องสมุดไป่ตู้
微型计算机中的存储器
② 地址译码电路
单译码结构：也叫字结构，只用一个译码
器 表示，0的译存码存储输储单单出元元的；字
存储器的层次结构
CPU
在CPU内部设置多个 通用寄存器，用来存 放中间数据；
采用多存储模块交叉 存取，把主存分成多 个模块，信息交叉存 储；
采用高速缓存，置于 主存与CPU之间。
CACHE
主存（内存）
I/O控制
辅存
辅存
辅存
微型计算机中的存储器
4.2 内部存储器的组成
1.半导体存储器的分类： 按制造工艺
半导体 存储器
只读存储器 （ROM）
掩膜式ROM 一次性可编程ROM（PROM） 紫外线擦除可编程ROM（EPROM） 电擦除可编程ROM（EEPROM）
详细展开，注意对比
微型计算机中的存储器
读写存储器RAM
SRAM DRAM
组成单元 触发器
极间电容
速度 集成度 快低 慢高
应用 小容量系统 大容量系统
在主机内部的存储器被称 为主存，在主机外部的存 储器被称为外存；
外存中的信息要通过接口 电路调到内存，CPU才能 使用。
微型计算机中的存储器
CPU CACHE
主存（内存）
辅存（外存）
4.1 概述
按存储介质，可将存储器 分为半导体存储器和磁存 储器；
按存取方式，可分为随机 存储器和顺序存储器；
CPU
CACHE
按 读 写 功 能 ， 可 分 为 读 / 主存（内存） 写存储器和只读存储器；
按信息的可保存性，可分 为易失性和永久性存储器。 辅存（外存）
微型计算机中的存储器
4.1 概述 容量、速度、价格三个
指标是相互制约的
存储器的主要性能指标： 存储容量：
存储容量=存储单元数×每个单元的二进制位数 注意，这里的单元指具有同一地址的存储单位。 速度：存储器的速度用取数时间和存储周期衡量； 价格：常用每位的价格衡量，不仅包含存储元件本 身的价格，还含有为该存储器操作服务的外围电路 的价格； 存储器的总价格正比于存储容量，反比于存储周期
选中存储芯片，控制读写操作
RD WR CS
微型计算机中的存储器
① 存储体
存储体是由大量的位存储单元按矩阵方式排 列的组合体。每个位存储单元只能存储1位 二进制信息。
存储一个字节的容量被称为1个存储单元。 每个存储单元被赋予一个惟一的编号，即该 单元的地址。
存储单元的容量与地址线位数有关： 2n ＝ N n：地址线位数 N：存储单元的容量
选择
线直0 接选中地址
1
所
A5 A4 A3 A2 A1 A0
双 分 向 选译码器 中译选别1的码译中存结码矩64储构，阵个单：X中单向元元又列选才称存中能重储AAA矩进210合单阵行译元行译码读中码，7/行写，只0存操用有储作26X4个1单Y个。相译单元同码元，时器Y7
双译码可简化芯片设计 63
列译码
17 A7 16 A8 15 A9 14 I/O1 13 I/O2 12 I/O3 11 I/O4 10 WE*
功能
微型计算机中的存储器
SRAM芯片6116
存储容量为2K×8 24个引脚：
微型计算机中的存储器
只读存储器ROM
掩膜ROM：信息制作在芯片中，不可更改； PROM：允许一次编程，此后不可更改； EPROM：用紫外光擦除，擦除后可编程；并
允许用户多次擦除和编程； EEPROM（E2PROM）：采用加电方法在线
进行擦除和编程，也可多次擦写； Flash Memory（闪存）：能够快速擦写的
主要采用的译码结构
可减少译码器的输出线，简化译码器结A构3A4A5
单译码 双译码
微型计算机中的存储器
③ 片选和读写控制逻辑
片选端CS*或CE*
有效时，可以对该芯片进行读写操作
读RD*或OE*
控制读操作。有效时，芯片内数据输出 该控制端对应系统的读控制线
写WR*
控制写操作。有效时，数据进入芯片中 该控制端对应系统的写控制线
双极型：速度快、集成度低、功耗大 MOS型：速度慢、集成度高、功耗低
按使用功能
随机存取存储器RAM：可读可写、断电丢失 只读存储器ROM：正常只读、断电不丢失
详细分类，请看图示
微型计算机中的存储器
图4.2 半导体存储器的分类
随机存取存储器 （RAM）
静态RAM（SRAM） 动态RAM（DRAM）
外部电路较简单； 功耗较大。
微型计算机中的存储器
SRAM芯片2114
存储容量为1024×4 18个引脚：
10根地址线A9～A0 4根数据线I/O4～I/O1 片选CS* 读写WE*
A6 1 A5 2 A4 3 A3 4 A0 5 A1 6 A2 7 CS* 8
GND 9
18 Vcc
微型计算机中的存储器
3 随机存取存储器
用来暂时存放中间 结果、数据以及断 电后无需继续保留 的信息
静态RAM SRAM 2114 SRAM 6264
动态RAM DRAM 4116 DRAM 2164
微型计算机中的存储器
静态RAM
SRAM的基本存储单元是触发器电路 每个基本存储单元存储二进制数一位 许多个基本存储单元形成行列存储矩阵 SRAM一般采用“字结构”存储矩阵：
EEPROM，但只能按块（Block）擦除。
微型计算机中的存储器
2 半导体存储器芯片的结构
① 存储体
地存储器地芯片的主要部分，用来存储读信息 数
②
地址址译码址电路 寄根据输译入的地址
编存码储体来选中
芯
写
据
片电内某个特缓定
的
存储
AB 存单元 码
路
冲 DB
③ 读/写电路
■ 包括读写放大器和数据缓冲器，是输入和输出通道。 ④ 片选和读写控制逻辑控制电路
第4章 微型计算机中的存储器
4.1 概述 4.2 内部存储器的组成 4.3 存储器的连接 4.4 外部存储器
微型计算机中的存储器
第4章 微型机中的存储器 教学重点
半导体存储器的组成 常用芯片使用介绍 SRAM、EPROM与CPU的连接与扩
展
微型计算机中的存储器
4.1 概述
存储器与运算器、控制器 一起，构成了计算机的主 机系统；
微型计算机中的存储器
① 存储体
注意：存储器芯片的存储容量与地址、 数据线的位数有关：
芯片的存储容量＝2n×m
＝存储单元数×存储单元的位数
n： 芯片的地址线根数
m：芯片的数据线根数
示例
ห้องสมุดไป่ตู้
微型计算机中的存储器
② 地址译码电路
单译码结构：也叫字结构，只用一个译码
器 表示，0的译存码存储输储单单出元元的；字