微機(jī)接口原理 第3章 存儲器技術(shù).ppt

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1、本章教學(xué)重點和難點：◆存儲器的分類方法、存儲器系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)?！舸鎯ζ髯x寫、RAM和ROM的基本結(jié)構(gòu)、存儲器尋址方及存儲器與微處理器的連接技術(shù)?！舸鎯ζ鞴芾怼㈤W速存儲器、高速緩沖存儲器等新型存儲器技術(shù)?！粲脖P、光盤及其驅(qū)動器第3章存儲器技術(shù)本章教學(xué)內(nèi)容：3.1存儲器概述（存儲器的分類、性能、存儲系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)）3.2讀寫存儲器（SRAM、DRAM）3.3存儲器的連接（存儲器尋址、芯片選配及其與CPU的連接）3.4存儲器管理3.5內(nèi)部存儲器技術(shù)發(fā)展3.6外部存儲器3.1.1存儲器分類3.1存儲器簡介1.按存儲器在計算機(jī)中的地位和

2、作用分類：（1）內(nèi)部存儲器，又叫主存，主要用快速的半導(dǎo)體器件來構(gòu)成內(nèi)存。（2）外部存儲器，又叫輔存，屬于輸入輸出的外圍設(shè)備。目前使用的外存主要有磁盤、磁帶、光盤等。（3）高速緩沖存儲器，是在CPU和主存之間設(shè)置的一個高速的容量相對較小的存儲器，用來存放當(dāng)前最可能頻繁使用的程序和數(shù)據(jù)，在信息交換的過程中起緩沖作用，以加快部件間信息的交換。2.按存儲器在計算機(jī)中的存取方式分類：（1）隨機(jī)存取存儲器RAM（RandomAccessMemory）可隨機(jī)地從任意位置進(jìn)行信息的存取，所用的存取時間都相同，與存儲單元的地址無關(guān)，如

3、半導(dǎo)體隨機(jī)存儲器。（2）順序存取存儲器SAM（SequentialAccessMemory）只能以某種預(yù)先確定的順序來讀寫存儲單元，存取時間與存儲單元的物理位置有關(guān)。如，磁帶存儲器。3.按構(gòu)成器件和存儲介質(zhì)分類：（1）半導(dǎo)體存儲器容量大、存取速度快、體積小、功耗低、集成度高。半導(dǎo)體存儲器從制造工藝又可分為雙極型和MOS型兩類。雙極型存取速度快，但功耗較大、集成度低、價格貴，一般用作高速緩存；MOS型存取速度慢，但集成度高，功耗小，價格便宜。一般用作主存。（2）磁存儲器在非磁性金屬或塑料的表面涂一層磁性材料，利用磁

4、層的不同磁化狀態(tài)表示“1”或“0”。如磁盤、磁帶、磁卡。（3）光存儲器用激光技術(shù)控制訪問的存儲器，利用光學(xué)原理來讀寫信息的，如CD-ROM、可讀寫的光盤等。1.存儲器件的容量：＝基本單元數(shù)×位數(shù)2.存儲器的速度是以存儲器的存取時間或存取周期來描述的。存取時間TA（AccessTime）、存取周期TAC（AccessCycle。3.存儲器的功耗指存儲器工作時所消耗的功率。分為維持功耗和操作功耗。4.可靠性，存儲器的可靠性用平均無故障時間MTBF（MainTimeBetweenFailures）來表征。5.性能/價格

5、比3.1.2存儲器的主要性能參數(shù)3.1.3存儲系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)在計算機(jī)系統(tǒng)中通常采用三級層次結(jié)構(gòu)來構(gòu)成存儲系統(tǒng)，主要由高速緩沖存儲器Cache，主存儲器和輔助存儲器組成，如圖3-1所示。3.2讀寫存儲器■半導(dǎo)體存儲器按存取方式可分為：隨機(jī)存取存儲器（RAM）和只讀存儲器（ROM）。■RAM按采用器件分為：雙極型存儲器和MOS型存儲器■MOS型存儲器按存儲原理可分為：靜態(tài)存儲器（SRAM）和動態(tài)存儲器（DRAM）；■ROM按存儲原理可分為：掩膜ROM、可編程PROM、光可擦除EPROM、電可擦除E2PROM和閃速存儲器等。3.2

6、.1靜態(tài)讀寫存儲器SRAM1.基本存儲電路該電路通常是由6個MOS管組成的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路，如圖3-2所示。2.靜態(tài)RAM的結(jié)構(gòu)利用基本存儲電路排成陣列，再加上地址譯碼電路和讀/寫控制電路就可以構(gòu)成隨機(jī)存取存儲器。3.2.2動態(tài)讀寫存儲器DRAM1.基本存儲電路DRAM存儲信息的基本電路可以采用單管電路、三管電路和四管電路。2.DRAM的刷新DRAM是利用電容存儲電荷的原理來保存信息的，但由于任何電容都存在漏電現(xiàn)象。一般每隔2ms就必須對動態(tài)RAM進(jìn)行讀出和再寫入操作，使原來處于邏輯電平“1”的電容上所釋放的電荷又得到補(bǔ)充，而

7、原來處于電平“0”的電容仍保持“0”，這個過程叫動態(tài)RAM的刷新。專門安排存儲器刷新操作，主要以下幾點：（1）刷新地址通常由刷新地址計數(shù)器產(chǎn)生，而不是由地址總線提供。（2）由于DRAM的基本存儲電路可按行同時刷新，所以刷新只需要行地址，不需要列地址。（3）片內(nèi)數(shù)據(jù)線與外部數(shù)據(jù)線完全隔離。3.2.3ROM制造工藝的不同，微機(jī)中常用的半導(dǎo)體只讀存儲器可分為掩膜式ROM、PROM、EPROM以及EEPROM等。3.2.4EPROMEPROM中，信息的存儲是通過電荷分布來決定的。3.2.5EEPROM（E2PROM）電擦除可編程只讀存

8、儲器EEPROM（E2PROM），采用電擦除技術(shù)，允許在線編程寫入和擦除，而不必像EPROM芯片那樣需要從系統(tǒng)中取下來，再用專門的編程寫入器和專門的擦除器編程和擦除。3.2.6閃速EEPROM（FLASH）FLASH是不用電池供電的，高速耐用的非易失性半導(dǎo)體存儲器。FLASH