1、1第五章第五章 存储器存储器25.1 概述3一、存储器分类一、存储器分类4寄存器组寄存器组高速缓存高速缓存Cache系统主存储器系统主存储器硬盘硬盘Cache磁盘存储器磁盘存储器磁带存储设备磁带存储设备光盘存储设备光盘存储设备微型计算机系统中的存储器分级组成微型计算机系统中的存储器分级组成在在CPU内部的通用寄存器内部的通用寄存器集成度小的集成度小的静态静态RAM简称内存，用简称内存，用于存放运行的于存放运行的程序和数据程序和数据红区为半导体存储器红区为半导体存储器绿区其它介质存储器绿区其它介质存储器5一、存储器分类一、存储器分类6二、存储器的性能指标二、存储器的性能指标75.2 半导体存储器
2、8一、半导体存储器的一般结构一、半导体存储器的一般结构存储体存储体相关部件相关部件CPUCPU地地址址寄寄存存器器译译码码驱驱动动电电路路读读写写电电路路数数据据寄寄存存器器控控 制制 逻逻 辑辑启动启动读读/写写地地址址线线数数据据线线控制线控制线9一、半导体存储器的一般结构一、半导体存储器的一般结构（m mn n结构存储矩阵。其中每个小方块代表一结构存储矩阵。其中每个小方块代表一个基本存储电路个基本存储电路)0 01 1n-1n-1字线字线0 0字线字线1 1字线字线m-1m-1位线位线0 0 位线位线1 1 位线位线n-1n-10 01 1n-1n-10 01 1n-1n-110一、半导
3、体存储器的一般结构一、半导体存储器的一般结构 11一、半导体存储器的一般结构一、半导体存储器的一般结构12二、随机存储器二、随机存储器RAM字线字线VccT3T1AT5T6T4T2BI/OI/O六六管管存存储储单单元元13二、随机存储器二、随机存储器RAM143232*3232的的存储矩阵存储矩阵行行译译码码器器列译码与列译码与I/OI/O控制控制读读/写写控控 制制数数据据缓缓冲冲器器A0A0A4A41 12 23232 R/W CS A9 A8 A7 A6 A5R/W CS A9 A8 A7 A6 A51 2 321 2 32输入输入/输出输出数数 据据二、随机存储器二、随机存储器RAM1
4、5二、随机存储器二、随机存储器RAM字（行）选择线字（行）选择线T5T5 T1T1 T6T6T2T2V VDDDDD DD D T3 T4T3 T4列地址译码器列地址译码器T7T7I/OI/OT8T8I/OI/O位位线线位位线线16刷新放大器刷新放大器(2ms)(2ms)行选择信号行选择信号列选择信号列选择信号数据数据 I/OI/O线线T2C CST T1 1二、随机存储器二、随机存储器RAM2.动态存储器动态存储器DRAM 存储原理：存储原理：17二、随机存储器二、随机存储器RAM18Infineon(Infineon(英飞菱英飞菱)的内存条结构剖析的内存条结构剖析1、PCB板上图是Infi
5、neon原装256MB DDR266，采用单面8颗粒TSOP封装。3.3.现代现代RAMRAM192、金手指这一根根黄色的接触点是内存与主板内存槽接触的部分，数据就是靠它们来传输的，通常称为金手指。4、内存颗粒空位在内存条上你可能常看到这样的空位，这是因为采用的封装模式预留了一片内存芯片。20内存的芯片就是内存的灵魂所在，内存的性能、速度、容量都是由内存芯片决定的。3、内存芯片（颗粒）215、电容电容采用贴片式电容，它为提高内存条的稳定性起了很大作用。6、电阻电阻也是采用贴片式设计，一般好的内存条电阻的分布规划也很整齐合理。227、内存固定卡缺口：内存插到主板上后，主板上的内存插槽会有两个夹子
6、牢固的扣住内存，这个缺口便是用于固定内存用的。8、内存脚缺口内存的脚上的缺口一是用来防止内存插反的，二是用来区分不同的内存，以前的SDRAM内存条是有两个缺口的，而DDR则只有一个缺口，不能混插。23SPD是一个八脚的小芯片，它实际上是一个EEPROM可擦写存贮器，这的容量有256字节，可以写入一点信息，这信息中就可以包括内存的标准工作状态、速度、响应时间等，以协调计算机系统更好的工作。9、SPD24内存条上一般还有芯片标志，通常包括厂商名称、单片容量、芯片类型、工作速度、生产日期等，其中还可能有电压、容量系数和一些厂商的特殊标识在里面。芯片标志是观察内存条性能参数的重要依据。信息25（金士顿
7、）Kingston ValueRAM DDR400 256MB*226宇瞻Apacer 256MB UNB PC3200（DDR400）*2271.掩膜掩膜ROM存存储储原原理理A0A100单元单元01单元单元02单元单元03单元单元D0D1D2D3地地址址译译码码器器Vcc三、只读存储器三、只读存储器ROM28三、只读存储器三、只读存储器ROMDSSiO2GN衬底衬底24VP+P+浮栅浮栅MOSDS浮栅管浮栅管字线字线位位线线输输出出位位线线Vcc存储原理：存储原理：29三、只读存储器三、只读存储器ROM30三、只读存储器三、只读存储器ROM315.3 主存储器设计32一、设计主要考虑的问题
8、一、设计主要考虑的问题33一、设计主要考虑的问题一、设计主要考虑的问题34一、设计主要考虑的问题一、设计主要考虑的问题（4）存储器芯片选择）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。片型号和容量的选择。1.内存容量配置内存容量配置 CPU寻址能力（地址总线的条数）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）软件的大小（对于通用计算机，这项不作为主要因素）2.区域的分配区域的分配 RAM R
9、OM 3.数据组织数据组织（按字节组织）（按字节组织）16位数据，低位字节在前，高位字节在后，存储器奇偶分位数据，低位字节在前，高位字节在后，存储器奇偶分体体35PC机内存配置机内存配置36二、二、CPU与存储器的连接与存储器的连接（重点）（重点）37二、二、CPU与存储器的连接与存储器的连接 片外译码片外译码产生片选信号，选择芯片产生片选信号，选择芯片 片内译码片内译码选择芯片内地址选择芯片内地址38二、二、CPU与存储器的连接与存储器的连接A A7 7A A6 6A A5 5A A4 4A A3 3A A2 2A A1 1A A0 0D D0 0D D1 1D D2 2GNDGNDVccV
10、ccA A8 8A A9 9WEWEOEOEA A1010CECED D7 7D D6 6D D5 5D D4 4D D3 31 1 24242 2 23233 3 22224 4 21215 5 20206 6 19197 7 18 188 8 17179 9 16161010 15151111 14141212 1313INTEL6116A0A10CPUCSA11A196116A19，A15，A11，A7 ，A30000，0000，0000，0000，0000 0000，0000，0000，0000，0001 0000，0000，0111，1111，11100000，0000，0111，1
11、111，1111参加片参加片内译码内译码参加片参加片外译码外译码Y7=0 1 1 1Y6=0 1 1 0Y5=0 1 0 1Y4=0 1 0 0Y3=0 0 1 1Y2=0 0 1 0Y1=0 0 0 1Y0=0 0 0 0 C B A ABCG1G2AG2BY0Y1Y7当当G1=1，G2A=0，G2B=0A0A10CPUCSA11A196116A0A10CPUCSA11A176116A19 A18A17 A16，A15 ，A11，A7 ，A300000H007FFH 0 0 0 0 0 0，0000，0000，0000，0000 0 0，0000，0111，1111，111140000H40
12、7FFH 0 1 0 1 0 0，0000，0000，0000，0000 0 0，0000，0111，1111，111180000H807FFH 1 0 1 0 0 0，0000，0000，0000，0000 0 0，0000，0111，1111，1111C0000HC07FFH 1 1 1 1 0 0，0000，0000，0000，0000 0 0，0000，0111，1111，1111黑区参加片内译码，红区参加片外译码，蓝区不参加译码黑区参加片内译码，红区参加片外译码，蓝区不参加译码446232CS6232CS6232CS6232CSCPUA0A11A12A13A14A1546二、二、CP
13、U与存储器的连接与存储器的连接例：例：CPUD0D7存储器存储器D0D72716808847二、二、CPU与存储器的连接与存储器的连接48二、二、CPU与存储器的连接与存储器的连接49三、存储器设计实例三、存储器设计实例A17A16A15A14A13 RD WRD0D7 M/IOA19A188088CPURAM3RAM1RAM2RAM0A0A12CSWEOED0D7ROM1ROM0A0A10CSOED0D7A0A12M/IOA19A12A11 Y0 Y1 Y2 Y3G1G2AG2BCBA 3：8译码器译码器存储器存储器 地址区间地址区间 A19 A15 A11 A7 A3 小结小结0#RAM
14、0000，0000，0000，0000，0000，0000，0001，1111，1111，11111#RAM 0000，0010，0000，0000，0000，0000，0011，1111，1111，11112#RAM 0000，0100，0000，0000，0000，0000，0101，1111，1111，11113#RAM 0000，0110，0000，0000，0000，0000，0111，1111，1111，11110#RAM容量为容量为8KB，地址为：地址为：00000H01FFFH1#RAM容量为容量为8KB，地址为：地址为：02000H03FFFH2#RAM容量为容量为8KB，地
15、址为：地址为：04000H05FFFH3#RAM容量为容量为8KB，地址为：地址为：06000H07FFFH存储器存储器 地址区间地址区间 A19 A15 A11 A7 A3 小结小结0#ROM 1111，1111，0000，0000，0000，1111，1111，0111，1111，11111#ROM 1111，1111，1000，0000，0000，1111，1111，1111，1111，11110#R0M容量为容量为2KB，地址为：地址为：FF000HFF7FFH1#RAM容量为容量为2KB，地址为：地址为：FF800HFFFFFH53三、存储器设计实例三、存储器设计实例存储器存储器 地
16、址区间地址区间 A19 A15 A11 A7 A3 说明说明第第0，1个个6264（16K）0110，0000，0000，0000，0000，0110，0011，1111，1111，1111奇数芯片占奇数地址奇数芯片占奇数地址偶数芯片占偶数地址偶数芯片占偶数地址第第2，3个个6264（16K）0110，0100，0000，0000，0000，0110，0111，1111，1111，1111第第4，5个个6264（16K）0110，1000，0000，0000，0000，0110，1011，1111，1111，1111第第6，7个个6264（16K）0110，1100，0000，0000，0000，0110，1111，1111，1111，1111地址分配表地址分配表A1A13D0D7D8D15M3M1M2M4M0M7M6M5A0A12CSWEOED0D7 Y0 Y1 Y2 Y3G1G2AG2BCBA 3：8译码器译码器A0 BHEA18A17A16A15A14 RD WRD0D15 M/IOA198086CPU56
