1、2022-11-18共58张1第四章第四章 存储器存储器存储器是计算机实现记忆的核心部件，用来存放存储器是计算机实现记忆的核心部件，用来存放数数据据和和程序程序。对于计算机的存储系统：对于计算机的存储系统：（1）容量越大越好；容量越大越好；（2）速度越快越好；速度越快越好；（3）价格越低越好。价格越低越好。但是：但是：v半导体存储器半导体存储器-成本大，速度较快；成本大，速度较快；v磁盘磁盘/光盘光盘-速度较慢，存取时间长，价格低。速度较慢，存取时间长，价格低。为解决容量、速度和价格之间的矛盾，将几种存储技为解决容量、速度和价格之间的矛盾，将几种存储技术结合起来，形成层次结构的计算机存储系统。
2、术结合起来，形成层次结构的计算机存储系统。2022-11-18共58张2每每位位成成本本减减少少存存取取时时间间增增加加容容量量增增加加处处理理器器存存取取频频度度减减少少2022-11-18共58张32022-11-18共58张4半导体存储器半导体存储器的主要性能指标的主要性能指标1 1、存储容量存储容量存储器的容量是指一个存储器可以容纳的二进制信存储器的容量是指一个存储器可以容纳的二进制信息量，以存储单元的总位数表示。息量，以存储单元的总位数表示。即：即：存储容量存储容量例如例如某存储器有某存储器有20482048个存储单元，每个单元存放个存储单元，每个单元存放8 8位位二进制数，则其容量
3、为二进制数，则其容量为204820488 8位。为简化书写，位。为简化书写，存存储器的存储容量是以字节储器的存储容量是以字节(Byte)Byte)为单位的，一个字为单位的，一个字节由节由8 8位位(Bit)Bit)二进制数组成。例如，二进制数组成。例如，1 1KBKB表示表示10241024字字节的存储空间，节的存储空间，1 1M=1024M=10241024K1024K字节的存储空间等。字节的存储空间等。2022-11-18共58张52 2、存取速度、存取速度该项指标可用以下两个参数中的一个进行描述：该项指标可用以下两个参数中的一个进行描述：1 1）存取时间存取时间(Access Time)
4、Access Time),简称简称T TA A,存取时间定义为访问一次存存取时间定义为访问一次存储器（对指定单元的写入和读出）所需要的时间，这个时间的上储器（对指定单元的写入和读出）所需要的时间，这个时间的上限值被称为最大存取时间。一般以限值被称为最大存取时间。一般以nsns为单位，最大存取时间越小，为单位，最大存取时间越小，表示芯片的工作速度越快。表示芯片的工作速度越快。2 2）存取周期存取周期(Access Cycle)Access Cycle),简称简称T TAC AC,指两次存储器访问所允许指两次存储器访问所允许的最小时间间隔。由于要包括数据存取的准备和稳定时间，的最小时间间隔。由于要
5、包括数据存取的准备和稳定时间，T TACAC略略大于大于T TA A 。存取周期是读周期和写周期的统称。存取周期是读周期和写周期的统称。在微机系统中，内存的存取速度必须和在微机系统中，内存的存取速度必须和CPUCPU总线时序相匹配。如果总线时序相匹配。如果滞后于滞后于CPUCPU时序，必须在时序，必须在CPUCPU总线周期中插入等待时间。总线周期中插入等待时间。3 3、其它指标其它指标可靠性、集成度、价格可靠性、集成度、价格等也是用户所关心的指标，这些指标往往等也是用户所关心的指标，这些指标往往由存储器的制造工艺决定。上述各项指标可能是相互矛盾的，选由存储器的制造工艺决定。上述各项指标可能是相
6、互矛盾的，选用存储器时应根据实际情况权衡考虑。用存储器时应根据实际情况权衡考虑。2022-11-18共58张6CPUCPU的的寄存器寄存器容量最小，速度容量最小，速度最快，按寄存器名访问；最快，按寄存器名访问；CacheCache用来存储用来存储CPUCPU最频繁使最频繁使用的数据和指令，弥补用的数据和指令，弥补CPUCPU与与主存速度上的差异，采用地主存速度上的差异，采用地址映射的方法访问；址映射的方法访问；CPUCPU依靠依靠主存主存中的数据来自动中的数据来自动执行，通过地址访问主存；执行，通过地址访问主存；外存外存又称辅存、又称辅存、海量存储器海量存储器。用于存放暂不处理的数据和暂不运。
7、用于存放暂不处理的数据和暂不运行的程序。（请问：访问的方式？）行的程序。（请问：访问的方式？）对于对于3232位的微机系统位的微机系统，外存（硬盘）可作为扩大程序可访问的主，外存（硬盘）可作为扩大程序可访问的主存空间，将硬盘空间当作内存空间供程序使用，这就建立了存空间，将硬盘空间当作内存空间供程序使用，这就建立了虚拟虚拟存储空间存储空间。其中，频繁访问的放在内存，不频繁访问的放在硬盘。其中，频繁访问的放在内存，不频繁访问的放在硬盘。2022-11-18共58张7按制造工艺按制造工艺，可将半导体存储器分为双极型和，可将半导体存储器分为双极型和MOSMOS型型两类：两类：（1 1）双极（双极（Bi
8、polarBipolar）型型-由晶体管逻辑电路由晶体管逻辑电路（Transistor-Transistor Logic,TTLTransistor-Transistor Logic,TTL）构成。工作速构成。工作速度快，与度快，与CPUCPU处于同一数量级，但集成度低、功耗大、处于同一数量级，但集成度低、功耗大、价格偏高。例如价格偏高。例如CacheCache。（2 2）金属氧化物半导体（金属氧化物半导体（Metal-Oxide-Metal-Oxide-SemiconductorSemiconductor）型型-简称简称MOSMOS型型。又可分为。又可分为NMOSNMOS、HMOSHMOS、
9、CMOSCMOS、CHMOSCHMOS等。特点是集成度高、功耗低、价等。特点是集成度高、功耗低、价格便宜，速度比双极型慢。例如格便宜，速度比双极型慢。例如DRAMDRAM、SRAMSRAM、EPROMEPROM等等都是都是MOSMOS型存储器。微机的主存主要由型存储器。微机的主存主要由MOSMOS型半导体存型半导体存储器件构成。储器件构成。2022-11-18共58张8（按使用的属性划分）（按使用的属性划分）2022-11-18共58张9ROM(Read-Only Memory)ROM(Read-Only Memory)1 1、掩膜掩膜ROM(Mask ROM)ROM(Mask ROM)。它所
10、存放的信息是由生产过程中的一种它所存放的信息是由生产过程中的一种掩膜工艺决定的，一旦生产完毕，信息就不可能更改。这种掩膜工艺决定的，一旦生产完毕，信息就不可能更改。这种ROMROM适合于程序成熟、批量生产的场合，生产批量一般都在适合于程序成熟、批量生产的场合，生产批量一般都在1010万片以万片以上才较为合算。上才较为合算。2 2、PROM(Programmable ROM)PROM(Programmable ROM)。也称可编程只读存储器。这是一也称可编程只读存储器。这是一种可以用专用设备一次性写入自己所需内容的只读存储器。制造种可以用专用设备一次性写入自己所需内容的只读存储器。制造商生产的商
11、生产的PROMPROM出厂时没有任何信息，使用者只能写入一次，以后出厂时没有任何信息，使用者只能写入一次，以后不能修改，它适合小批量生产。不能修改，它适合小批量生产。3 3、EPROM(Erasable Programmable ROM)EPROM(Erasable Programmable ROM)。也称可擦除也称可擦除可编程可编程只只读存储器。它可以根据需要，多次写入不同的内容。将读存储器。它可以根据需要，多次写入不同的内容。将EPROMEPROM置置于紫外线的照射下于紫外线的照射下1010分钟，就可以擦除其内容，然后在专用的编分钟，就可以擦除其内容，然后在专用的编程器上将内容写入。其特点
12、是每次写入新内容之前都必须擦除整程器上将内容写入。其特点是每次写入新内容之前都必须擦除整片存储器的所有信息。片存储器的所有信息。2022-11-18共58张104 4、EEPROM(Erasable and Electrically Programmable ROM)EEPROM(Erasable and Electrically Programmable ROM)。也称电可擦除可编程只读存储器。这种也称电可擦除可编程只读存储器。这种ROMROM的优点是可以在电的优点是可以在电路板上用电直接擦除，不必从电路板上取下来，而且速度比路板上用电直接擦除，不必从电路板上取下来，而且速度比EPROMEP
13、ROM快。快。5 5、快擦写快擦写ROM(Flash ROM)ROM(Flash ROM)。也称闪速也称闪速ROMROM或闪光或闪光ROMROM。它既有它既有EEPROMEEPROM的写入方便的优点，又有的写入方便的优点，又有EPROMEPROM的高集成性，是一种发的高集成性，是一种发展前景很好的非易失性存储器。它的改写电压有展前景很好的非易失性存储器。它的改写电压有5 5V V和和1212V V两种。两种。现在所用的各类常见主板和一部分显示适配器现在所用的各类常见主板和一部分显示适配器(显卡显卡)都是采用都是采用Flash ROMFlash ROM作为作为BIOSBIOS芯片。现在移动电话、
14、数码相机中也大量芯片。现在移动电话、数码相机中也大量采用了这种采用了这种Flash ROMFlash ROM作为主要存储器。作为主要存储器。2022-11-18共58张11RAM(Random Access Memory)RAM(Random Access Memory)1 1、双极双极(Bipolar)Bipolar)型型RAMRAM：双极型双极型RAMRAM是采用半导体双极型晶体管是采用半导体双极型晶体管作为它的基本结构单元。其特点是：存取速度快，对于射极藕合作为它的基本结构单元。其特点是：存取速度快，对于射极藕合逻辑型的逻辑型的ECLECL电路，它的电路，它的RAMRAM存取时间可达存取
15、时间可达1010nsns以下。以下。2 2、SRAMSRAM：SRAM(Static RAM)SRAM(Static RAM)叫做静态存储器叫做静态存储器。它的存储单元是。它的存储单元是由由MOSMOS双稳态触发器构成的，只要不切断电源，其中的信息就可双稳态触发器构成的，只要不切断电源，其中的信息就可以永远保持。以永远保持。SRAMSRAM的集成度、功耗、访问速度都介于双极型的集成度、功耗、访问速度都介于双极型RAMRAM与与DRAMDRAM之间。它被广泛应用于工作站、高档微机、大型机甚至巨之间。它被广泛应用于工作站、高档微机、大型机甚至巨型机上。型机上。2022-11-18共58张123 3
16、、DRAMDRAM：DRAM(Dynamic RAM)DRAM(Dynamic RAM)叫做动态叫做动态RAMRAM,是利用是利用MOSMOS电路中的电路中的栅极电容来保存信息的。由于电容存在漏电阻，电容中的电荷栅极电容来保存信息的。由于电容存在漏电阻，电容中的电荷通过漏电阻放电。为了保存信息，定时补充电荷，通过漏电阻放电。为了保存信息，定时补充电荷，刷新操作刷新操作(refresh)refresh)。DRAMDRAM是这以上三种存储器中集成度最高、功耗最低、是这以上三种存储器中集成度最高、功耗最低、成本也最低的。由于刷新操作，增加相应的电路。现在的微机成本也最低的。由于刷新操作，增加相应的电
17、路。现在的微机中采用的大都是中采用的大都是DRAMDRAM作内存。作内存。4 4、Bi-COMS RAMBi-COMS RAM：这种这种RAMRAM是利用一种叫是利用一种叫Bi-COMSBi-COMS工艺的生产技工艺的生产技术，将双极型和术，将双极型和CMOSCMOS的晶体管集成在同一电路上而生产的。它的晶体管集成在同一电路上而生产的。它具有双极型和具有双极型和CMOSCMOS二者的优点，集成度高、功耗低、速度快。二者的优点，集成度高、功耗低、速度快。其存取时间最快的可达到其存取时间最快的可达到5 5nsns。现在一部分微机中的现在一部分微机中的CacheCache就是就是采用的这种芯片。采用
18、的这种芯片。5 5、非易失（非易失（Non-VolatileNon-Volatile）RAMRAM，即即NVRAMNVRAM：芯片背部带有微型芯片背部带有微型电池，并与电池，并与RAMRAM电路封装在一个集成电路上。微机为存储时钟和电路封装在一个集成电路上。微机为存储时钟和配置信息的配置信息的CMOS RAMCMOS RAM芯片设计了断电监测电路和后备电池，以芯片设计了断电监测电路和后备电池，以保证关机后信息不丢失。有些主板直接采用保证关机后信息不丢失。有些主板直接采用NVRAMNVRAM芯片，所以看芯片，所以看不到后备电池。不到后备电池。2022-11-18共58张13现代微机使用的内存条现
19、代微机使用的内存条 DIPDIP(Dual In-line Package(Dual In-line Package，双列直插式双列直插式)SIMMSIMM(Single In-line Memory Module)(Single In-line Memory Module)单面内存条单面内存条DIMMDIMM(Dual In-line Memory Module)(Dual In-line Memory Module)双面内存条双面内存条1 1、FPM RAM(Fast Page Mode RAM)FPM RAM(Fast Page Mode RAM)。也称也称“快页模式内存快页模式内存”，
20、是用于是用于486486及奔腾级的计算机使用的普通内存，为及奔腾级的计算机使用的普通内存，为7272线，线，5 5V V电电压，数据宽度为压，数据宽度为3232位，速度基本都在位，速度基本都在6060nsns以上。以上。2 2、EDO RAM(Extended Data Output RAM)EDO RAM(Extended Data Output RAM)。也称也称“扩展数据扩展数据输出内存输出内存”，与，与FPM RAMFPM RAM有基本相同的应用范围，有有基本相同的应用范围，有7272线和线和168168线之分，线之分，5 5V V电压，数据宽度也分电压，数据宽度也分3232位和位和6
21、464位两种，速度位两种，速度基本都在基本都在4040nsns以上以上。2022-11-18共58张143 3、SD RAM(Synchronous Dynamic RAM)SD RAM(Synchronous Dynamic RAM)。也称也称“同步动态内同步动态内存存”，都是，都是168168线，数据宽度为线，数据宽度为6464bitbit，3.3V3.3V电压，速度可达电压，速度可达6 6nsns。它的工作原理是将它的工作原理是将RAMRAM与与CPUCPU以相同的时钟频率进行控制，以相同的时钟频率进行控制，使使RAMRAM和和CPUCPU的外频同步，彻底取消等待时间，所以它的数据的外频
22、同步，彻底取消等待时间，所以它的数据传输速度比传输速度比EDO RAMEDO RAM又至少快了又至少快了1313。4 4、DDR RAM(Double Data Rate RAM)DDR RAM(Double Data Rate RAM)。是双数据传输率是双数据传输率SD SD RAM,RAM,使用使用2.52.5V V工作电压，其工作时钟与工作电压，其工作时钟与CPUCPU外频同步，但可在外频同步，但可在时钟的上升沿和下降沿各传送一次数据，速度是普通时钟的上升沿和下降沿各传送一次数据，速度是普通SD RAMSD RAM的一倍。的一倍。5 5、RD RD RAM(RambusRAM(Rambu
23、s公司的公司的DRAM)DRAM)和和VC DRAM(VC DRAM(虚拟通道虚拟通道DRAM,DRAM,Virtual Channel DRAM)Virtual Channel DRAM),使用使用2.52.5V V工作电压，存取速度高。工作电压，存取速度高。2022-11-18共58张15内存条的选购内存条的选购1.1.PCBPCB板的选择板的选择PCBPCB基板重量是否均匀基板重量是否均匀 表面是否整洁表面是否整洁 边缘打磨得边缘打磨得是否是否光滑。光滑。2.2.良好的电气性能良好的电气性能整齐、规范的电路布线整齐、规范的电路布线 电路板面光洁且色泽均匀电路板面光洁且色泽均匀 元件之间的
24、焊点整齐元件之间的焊点整齐 内存芯片同内存芯片同PCBPCB板相连的引脚应该是紧密且整齐板相连的引脚应该是紧密且整齐3.3.单条容量单条容量64MB+64MB的两条内存和一条的两条内存和一条128MB哪个稳定？哪个稳定？4.4.速度速度2022-11-18共58张16从外形上看从外形上看DDRDDR与传统的与传统的SDRAMSDRAM相比差别并不大，它们具有同样相比差别并不大，它们具有同样的长度与同样的管脚距离。然而，的长度与同样的管脚距离。然而，DDRDDR内存具有内存具有184184只管脚和一只管脚和一个小缺口，从管脚数上看个小缺口，从管脚数上看DDRDDR内存比传统的内存比传统的SDRA
25、MSDRAM多出多出1616只管脚，只管脚，这些管脚主要包含了新的阀门控制、时钟、电源和接地等信号。这些管脚主要包含了新的阀门控制、时钟、电源和接地等信号。JEDECJEDEC把把DDRDDR内存的规格定义为内存的规格定义为PC1600PC1600和和PC2100PC2100，传统的称呼传统的称呼是基于时钟频率命名，而现行的是基于时钟频率命名，而现行的DDRDDR内存是基于传输速率命名。内存是基于传输速率命名。规格为规格为PC2100PC2100的内存条的标称带宽可以达到的内存条的标称带宽可以达到2.2182.218GB/s GB/s。Joint Electronic Device Engin
26、eering Council,Joint Electronic Device Engineering Council,电子设备工程联合委员会电子设备工程联合委员会2022-11-18共58张17采用特殊封装的采用特殊封装的KingMaxKingMax内存，总是受到用户的特别青睐内存，总是受到用户的特别青睐 金士顿（金士顿（Kingston）内存，号称内存，号称“品牌内存之王品牌内存之王”，总有王者风，总有王者风范范 三星内存，稳定性总让人放心三星内存，稳定性总让人放心2022-11-18共58张184.5 半导体存储芯片的组成半导体存储芯片的组成地地址址缓缓冲冲器器地地址址译译码码器器读读写写
27、电电路路数数据据缓缓冲冲器器控制电路控制电路存储体存储体OE WE CSABDB2022-11-18共58张19半导体组成框图示例半导体组成框图示例2022-11-18共58张201 1、存储体、存储体存储器的主要组成部分，存储器的主要组成部分，存储存储0 0或或1 1信息的电路实体。信息的电路实体。由多个存储单元组成，每个单元赋予一个唯一的编号，即存储由多个存储单元组成，每个单元赋予一个唯一的编号，即存储单元的地址。单元的地址。每个存储单元可存储每个存储单元可存储1 1位（位片结构）或多位（字片结构）的二位（位片结构）或多位（字片结构）的二进制码信息。进制码信息。可用下式描述可用下式描述存储
28、器的容量存储器的容量：存储容量存储容量=存储单元个数每个存储单元的位数存储单元个数每个存储单元的位数=2 2M MN N其中，其中，M M为存储芯片的地址线根数为存储芯片的地址线根数，N N为数据线根数为数据线根数。2022-11-18共58张212 2、地址译码电路、地址译码电路又称地址选择电路，其功能是根据输入的地址编码来选中又称地址选择电路，其功能是根据输入的地址编码来选中存储体内相应的存储单元。存储体内相应的存储单元。地址译码方式有两种：地址译码方式有两种：（1 1）单译码方式：）单译码方式：2022-11-18共58张222、双译码方式、双译码方式 2022-11-18共58张23C
29、S-Chip Select，WE-Write EnableCE-Chip Enable,OE-Out Enable 3、片选和读写控制电路、片选和读写控制电路2022-11-18共58张24 特点：特点：可以随机地（不按顺序）读写其中的信息，但断电后可以随机地（不按顺序）读写其中的信息，但断电后信息将丢失信息将丢失。v 静态静态RAM RAM（SRAM）常用的常用的SRAMSRAM芯片有芯片有21142114、21422142（1 1K K4 4）、）、61166116（2K2K8 8）、）、62646264（8K8K8 8）、）、6212862128（16K16K8 8）、）、6225662
30、256（32K32K8 8）等。等。v 动态动态RAM（DRAM）内部必须配备内部必须配备“读出再生放大电路读出再生放大电路”，以便及时对各个存储，以便及时对各个存储单元进行刷新（单元进行刷新（refrash）。）。常用的常用的DRAM芯片有芯片有2116（16K1）、）、2164（64K1）4.6 随机存储存储器（随机存储存储器（RAM）2022-11-18共58张251、SRAM芯片芯片2114 1K4位位I/O1I/O2I/O3I/O4123456789181716151413121110A6A5A4A3A0A1A2CSGNDVCCA7A8A9I/O1I/O2I/O3I/O4WE2114
31、RAMA0A1.A8A92114RAMWE CS2022-11-18共58张262、SRAM芯片芯片2142 I/O1I/O2I/O3I/O41234567891020191817161514131211A6A5A4A3CS2A0A1A2CS1GNDVCCA7A8A9ODI/O1I/O2I/O3I/O4WE2142RAMA0A1.A8A92142RAMWE CS1 CS2 OD。工作方式工作方式CS2ODI/O4I/O1未选中未选中00高阻高阻未选中未选中01高阻高阻写写100输入输入读读1001输出输出未选中未选中111高阻高阻1CSWE1K4位位高、低位库高、低位库禁止输出禁止输出2022
32、-11-18共58张276116RAM123456789101112242322212019181716151413A7A6A5A4A3A2A1A0I/O0I/O1I/O2GNDVCCA8A9WEOEA10CSI/O7I/O6I/O5I/O4I/O33、SRAM芯片芯片61162K8位位11根地址线根地址线8根数据线根数据线2022-11-18共58张284、SRAM芯片芯片6264 12345678910111213142827262524232221201918171615NCA12A7A6A5A4A3A2A1A0D0D1D2GND+5VWECS2A8A9A11OEA10CS1D7D6D5
33、D4D36264RAM8K8位位13根地址线根地址线8根数据线根数据线2022-11-18共58张292022-11-18共58张30字节访问与字访问字节访问与字访问BHE:Byte High Enable2022-11-18共58张31DINDOUT12345678161514131211109VBBDINWERASA0A1A2VDDVSSCASDOUTA6A3A4A5VCC2116RAMA0A1A2A3A4A5A6RASCASWE2116RAMv动态动态RAMRAM（Dynamic Random Access Memory)1、DRAM芯片芯片211616K1位位2根数据线根数据线7根地址
34、线根地址线2022-11-18共58张32Intel 2116 Intel 2116 内部结构框图内部结构框图兼片选信号兼片选信号2022-11-18共58张332、DRAM芯片芯片216464K1位位12345678161514131211109NCDINWERASA0A1A2GNDVCCCASDOUTA6A3A4A5A72164RAM2022-11-18共58张344.7 只读存储器（只读存储器（ROM）非易失性的半导体存储器件非易失性的半导体存储器件 1、EPROM芯片芯片2716 123456789101112242322212019181716151413A7A6A5A4A3A2A1
35、A0DO0DO1DO2VSSVCCA8A9VPPOEA10CE/PGMDO7DO6DO5DO4DO3Intel27162K8 读出时间为读出时间为350450ns NMOS工艺工艺 24引脚引脚DIP 11根地址线根地址线A10A0 7条行译码，条行译码，4条列译码条列译码 8根数据线根数据线DO7DO0，都通过缓冲器输入、输出，都通过缓冲器输入、输出 PGM/CE50ms宽的正脉冲宽的正脉冲 OE是允许输出控制端是允许输出控制端 2022-11-18共58张35编程写入方式：该方式要求编程写入方式：该方式要求VPP接接+21V+25V电压，且令电压，且令 无效；待无效；待地址、数据就绪，通过
36、地址、数据就绪，通过 端送入宽为端送入宽为505ms的的TTL正脉冲。这样，正脉冲。这样，一个字节的数据就会被写入指定的存储单元，重复这一过程，则整个芯片大一个字节的数据就会被写入指定的存储单元，重复这一过程，则整个芯片大概在概在2分钟左右完成编程写入。分钟左右完成编程写入。编程校验方式：此方式与读出方式基本相同，只是要求编程校验方式：此方式与读出方式基本相同，只是要求VPP接接+21V+25V电压。编程中，当一个字节被写入后，随即将写入电压。编程中，当一个字节被写入后，随即将写入2716中的信息读出，与写中的信息读出，与写入的内容进行比较，以确定编程内容是否已经正确地写入。入的内容进行比较，
37、以确定编程内容是否已经正确地写入。禁止编程方式：该方式下禁止对芯片进行编程禁止编程方式：该方式下禁止对芯片进行编程 OEPGM/CE2716有六种工作方式有六种工作方式 2022-11-18共58张362、EPROM芯片芯片2764 12345678910111213142827262524232221201918171615VPPA12A7A6A5A4A3A2A1A0D0D1D2GNDVCCPGMNCA8A9A11OEA10CED7D6D5D4D3Intel27642022-11-18共58张37读读Intel标识符方式：编码的低字节（在标识符方式：编码的低字节（在A0=0时读取）为制时读取
38、）为制造厂商代码，高字节（在造厂商代码，高字节（在A0=1时读取）为芯片代码。时读取）为芯片代码。Intel编程方式：这是编程方式：这是Intel推荐的一种快速编程方式。推荐的一种快速编程方式。2764有有8种工作方式种工作方式 2022-11-18共58张38特点：应用系统中可在线改写，断电后保存数据特点：应用系统中可在线改写，断电后保存数据EEPROMIntel 2817A 12345678910111213142827262524232221201918171615RDY/BUSYNCA7A6A5A4A3A2A1A0I/O0I/O1I/O2GNDVCCWENCA8A9NCOEA10CEI
39、/O7I/O6I/O5I/O4I/O3Intel2817A2022-11-18共58张392817A的工作方式的工作方式 也称闪速也称闪速ROM或闪光或闪光ROM主要特点：不加电的情况下能长期保存信息，同时又能在线工主要特点：不加电的情况下能长期保存信息，同时又能在线工作情况下进行擦除与重写作情况下进行擦除与重写 快擦写快擦写ROM(FlashROM)2022-11-18共58张404.8 存储器容量的扩充存储器容量的扩充存储器的容量存储器的容量：存储容量存储容量=存储单元个数每个存储单元的位数存储单元个数每个存储单元的位数=2 2M MN N其中，其中，M M为存储芯片的地址线根数为存储芯片
40、的地址线根数，N N为数据线根数。为数据线根数。用存储器构成存储系统的方法用存储器构成存储系统的方法：q位扩展法位扩展法q字扩展法字扩展法q字、位扩展法字、位扩展法字的个数字的个数2022-11-18共58张4116M32位存储器位存储器AB根数？根数？DB根数？根数？2022-11-18共58张42字扩展法也称为字扩展法也称为地址串联法地址串联法：例如，将例如，将8个容量为个容量为2MX8位位的的存储芯片构成一个容量为存储芯片构成一个容量为16MX8位的存储器位的存储器芯片分时工作芯片分时工作：高位地址线译码信号控制：高位地址线译码信号控制CE端选片，使得只端选片，使得只有一个芯片处于工作状
41、态。低地址送到各个芯片中。有一个芯片处于工作状态。低地址送到各个芯片中。数据线都数据线都相同。相同。2022-11-18共58张432022-11-18共58张44译码器译码器2022-11-18共58张45常用的中规模集成电路译码器有常用的中规模集成电路译码器有：2-42-4译码器（译码器（CT54S139/74S139CT54S139/74S139、CT54LS139/74LS139CT54LS139/74LS139、CC4556CC4556）3-83-8译码器（译码器（CT54S138/74S138CT54S138/74S138、CT54LS138/74LS138CT54LS138/74
42、LS138、CC74HC138CC74HC138）4-164-16译码器（译码器（CT54154/74154CT54154/74154、CC74HC154CC74HC154）等。等。2022-11-18共58张467474LS138 LS138 译码器真值表译码器真值表2022-11-18共58张471 1、全译码、全译码全译码是将剩余的全部高位地址线作为译码器的输入，使用这全译码是将剩余的全部高位地址线作为译码器的输入，使用这样的译码器输出来进行片选。也就是说系统所有的地址线都参样的译码器输出来进行片选。也就是说系统所有的地址线都参与对存储单元的寻址与对存储单元的寻址。Intel 6116:
43、2K X 8bit SRAM2022-11-18共58张48采用全译码每个（组）芯片的地址范围是唯一确定的，地址空采用全译码每个（组）芯片的地址范围是唯一确定的，地址空间的分配是连续的，也便于存储器的进一步扩充。间的分配是连续的，也便于存储器的进一步扩充。2022-11-18共58张49是将片内寻址以外的高位地址的一部分作为译码输入，经译码是将片内寻址以外的高位地址的一部分作为译码输入，经译码产生片选信号。产生片选信号。对于上例，由于对于上例，由于4片片6116需要需要4个片选信号，因此至少要用两位个片选信号，因此至少要用两位高位地址信号来译码产生。假设我们使用高位地址线高位地址信号来译码产生
44、。假设我们使用高位地址线A12和和A11作为译码输入，用作为译码输入，用2-4译码器译码产生译码器译码产生4个片选信号。个片选信号。2、部分译码、部分译码 2-4译码器译码器ABY0Y1Y2Y30#1#2#3#A11A12每一片每一片2KB的的6116 RAM芯片芯片对应对应1MB内存内存中中128KB的地的地址重叠区域址重叠区域 2022-11-18共58张50采用部分译码，可简化译码电路，但由于地址重叠，造成系统部分地址空采用部分译码，可简化译码电路，但由于地址重叠，造成系统部分地址空间资源的浪费。间资源的浪费。实际应用中，一般安排较高位地址线不参与译码，并且令实际应用中，一般安排较高位地
45、址线不参与译码，并且令未使用的高位地址信号全为未使用的高位地址信号全为“0”“0”。假设假设采用部分译码对采用部分译码对4 4片片27322732（4 4K K8B8B的的EPROMEPROM芯片）进行寻址。译码时不芯片）进行寻址。译码时不采用高位地址线采用高位地址线A A1919、A A1818和和A A1515。2022-11-18共58张513、线选法、线选法2022-11-18共58张522022-11-18共58张53综合性示例之二（综合性示例之二（8086最小方式）最小方式）2022-11-18共58张54M/IO-M/IO-存储器存储器/输入输出输入输出控制信号控制信号:用于区分
46、用于区分CPUCPU当当前是访问存储器还是访问前是访问存储器还是访问I/OI/O接口。接口。WR-WR-写控制信号写控制信号:当当CPUCPU执行对存储器或对执行对存储器或对I/OI/O接接口的写操作时，此信号有口的写操作时，此信号有效。效。RD-RD-读控制信号读控制信号:当当=0=0时，时，表示表示8086 8086 CPUCPU执行存储器执行存储器读操作或读操作或I/OI/O读操作读操作。BHE-BHE-高高8 8位数据总线允位数据总线允许许信号。信号。DEN-DEN-数据允许信号数据允许信号 8086 8086 CPUCPU最小工作方式最小工作方式DT/R-DT/R-数据发送数据发送/
47、接收控制信号：接收控制信号：高电平时，从高电平时，从CPUCPU输出输出2022-11-18共58张55M ME EM MR RM ME EM MW WI IO OR RI IO OW WI IN NT TA AC CP PU U 8 80 08 86 6S S2 2S S0 0S S2 2S S0 08 82 28 88 8D DT T/R RD DE EN NA AL LE E控控制制8 82 28 82 2和和8 82 28 86 6M MR RD DC CA AM MW WC CI IO OR RC CA AI IO OW WC CI IN NT TA A最大工作方式下最大工作方式下总
48、线控制信号的形成：总线控制信号的形成：2022-11-18共58张56（Intel 2732Intel 2732的容量为：的容量为：4 4KX8KX8位）位）如图连接，求其地址空间范围。如图连接，求其地址空间范围。或或 非非 门门微微处处理理器器A A0 0A A1 15 5I IO O/M MA A1 14 4A A1 13 3A A1 12 2A A1 15 5A A1 11 1A A0 0C CS SE EP PR RO OM M2 27 73 32 22022-11-18共58张57微微 处处 理理 器器A A0 0 A A1 15 5I IO O/M MA A1 14 4A A1 1
49、3 3A A1 12 2A A1 15 5A A1 11 1 A A0 0C CS SE EP PR RO OM M2 27 73 32 20 01 11 10 00 00 01 11 10 00 01 1存存储储空空间间地地址址范范围围：5 50 00 00 0H H5 5F FF FF FH H2022-11-18共58张58CPUCPU与半导体存储器的连接的注意事项与半导体存储器的连接的注意事项 1 1、CPUCPU总线的负载能力总线的负载能力-CPUCPU能否带动总线上包括内存在内的连接器件；能否带动总线上包括内存在内的连接器件；2 2、CPUCPU的时序和存储器的存取速度之间的配合问题的时序和存储器的存取速度之间的配合问题 -CPUCPU能否与存储器的存取速度相配合能否与存储器的存取速度相配合。作业：作业：5、6、7、8、9
