微機(jī)原理5:存儲(chǔ)器系統(tǒng)課件.ppt

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1、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器及其接口第5章第5章半導(dǎo)體存儲(chǔ)器及其接口教學(xué)重點(diǎn)芯片SRAM2114和DRAM4116芯片EPROM2764和EEPROM2817ASRAM、EPROM與CPU的連接與“組成原理”區(qū)別:側(cè)重講解存儲(chǔ)設(shè)備與CPU的連接及工作時(shí)序問(wèn)題;即面向應(yīng)用。5.1半導(dǎo)體存儲(chǔ)器概述微機(jī)的存儲(chǔ)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)寄存器——位于CPU中主存——由半導(dǎo)體存儲(chǔ)器(ROM/RAM)構(gòu)成輔存——指磁盤、磁帶、磁鼓、光盤等大容量存儲(chǔ)器,采用磁、光原理工作,以外設(shè)的形式存在并被訪問(wèn)高速緩存(Cache)——由靜態(tài)RAM芯片構(gòu)成,容量不大,高速,平衡CPU和主存之間的速度差異。CPU(寄存

2、器)Cache(高速緩存)主存(內(nèi)存)輔存(外存)從上往下看,存儲(chǔ)容量遞增,訪問(wèn)速度和單位存儲(chǔ)價(jià)格遞減,被系統(tǒng)訪問(wèn)的頻度遞減。存儲(chǔ)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)整體上,獲得接近Cache的訪問(wèn)速度和比實(shí)際內(nèi)存更大的等效內(nèi)存。虛擬存儲(chǔ)Cache緩沖存儲(chǔ)的目的是用接近Cache的速度訪問(wèn)更大容量的內(nèi)存;虛擬內(nèi)存存儲(chǔ)的目的是擴(kuò)大程序員眼中的主存容量;二者都是通過(guò)“模塊調(diào)度”實(shí)現(xiàn)的;基于一個(gè)基本事實(shí):如果一個(gè)存儲(chǔ)單元被訪問(wèn),則近期訪問(wèn)它相鄰單元的幾率也會(huì)很高-訪問(wèn)的局部性(LocalityofReference)原理;原因:程序和數(shù)據(jù)的連續(xù)存儲(chǔ)。5.1.1半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的分類按制造工藝分

3、類雙極型Bipolar(空穴和載流子):TTL電路。速度快、集成度低、功耗大MOS型(一種載流子,溝道導(dǎo)電):MOS電路Mental-Oxide-Semiconductor.速度慢、集成度高、功耗低按使用屬性分類隨機(jī)存取存儲(chǔ)器RAM:可讀可寫、斷電丟失只讀存儲(chǔ)器ROM:只讀、斷電不丟失半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的分類半導(dǎo)體存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器(ROM)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)靜態(tài)RAM(SRAM)動(dòng)態(tài)RAM(DRAM)非易失RAM(NVRAM)nonvolatile掩膜式ROM一次性可編程ROM(PROM)紫外線擦除可編程ROM(EPROM)電擦除可編程ROM(EEPROM)E

4、lectricallyErasable現(xiàn)最常用volatile讀寫存儲(chǔ)器RAM類型構(gòu)成速度集成度應(yīng)用SRAM觸發(fā)器快低小容量系統(tǒng)DRAM極間電容慢高大容量系統(tǒng)NVRAM帶微型電池快低小容量非易失CMOS,用來(lái)記憶系統(tǒng)配置,時(shí)鐘需要配置刷新電路,因?yàn)殡娙莺苋菀仔孤峨姾桑瑢?dǎo)致信息丟失內(nèi)存條只讀存儲(chǔ)器ROM掩膜(masked)ROM:在出廠前由芯片廠家將程序?qū)懙絉OM芯片中,不可更改;在硅片上選定的區(qū)域中對(duì)一個(gè)不透明的圖形模板掩膜,繼而下面的腐蝕或擴(kuò)散將只影響選定的區(qū)域。OTP-ROM:允許一次編程(One-TimeProgrammable),此后不可更改,出廠時(shí)存

5、儲(chǔ)信息全1EPROM:ErasablePROM,用紫外光擦除(UV-EPROM:Ultraviolet),可重復(fù)編程;芯片頂部有圓形窗口。EEPROM(E2PROM):采用加電方法在線進(jìn)行擦除和編程,也可多次擦寫FlashMemory(閃存):能夠快速擦寫的EEPROM,集成度更高,價(jià)格便宜,U盤,F(xiàn)lash-BIOS。5.1.2半導(dǎo)體存儲(chǔ)器芯片的結(jié)構(gòu)地址寄存地址譯碼存儲(chǔ)體控制電路AB數(shù)據(jù)寄存讀寫電路DBOEWECS①存儲(chǔ)體存儲(chǔ)器芯片的主要部分,用來(lái)存儲(chǔ)信息②地址譯碼電路根據(jù)輸入的地址編碼來(lái)選中芯片內(nèi)某個(gè)特定的存儲(chǔ)單元③片選和讀寫控制邏輯選中存儲(chǔ)芯片,控制讀寫

6、操作①存儲(chǔ)體每個(gè)存儲(chǔ)單元具有一個(gè)唯一的地址,可存儲(chǔ)1位(位片結(jié)構(gòu))或多位(字片結(jié)構(gòu))二進(jìn)制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量與地址、數(shù)據(jù)線根數(shù)有關(guān):芯片存儲(chǔ)容量=存儲(chǔ)單元數(shù)目×每單元存儲(chǔ)位數(shù)=2M×N(B)M:芯片的地址線根數(shù)N:芯片的數(shù)據(jù)線根數(shù)EPROM芯片2725612345678910111213141516171819202122232425262728VppA12A7A6A5A4A3A2A1A0D0D1D2GNDD3D4D5D6D7CEA10OEA11A9A8A13A14Vcc27256引腳圖A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0CEOED

7、7D6D5D4D3D2D1D027256邏輯圖VDDA8A9VPP-OEA10-CE/PGMDO7DO6DO5DO4DO3123456789101112242322212019181716151413A7A6A5A4A3A2A1A0DO0DO1DO2Vss2716EPROM123456789181716151413121110VccA7A8A9I/O1I/O2I/O3I/O4-WEA6A5A4A3A0A1A2-CSGND2114SRAM②地址譯碼電路:根據(jù)地址選中某單元譯碼器A5A4A3A2A1A06301存儲(chǔ)單元64個(gè)單元單譯碼A2A1A0行譯碼710列譯碼

8、A3A4A501764個(gè)單元雙譯碼6:

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