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1、微型計算機原理及其應(yīng)用——第五章:存儲器及其接口1第五章:存儲器及其接口概述只讀存儲器ROM隨機存儲器RAM存儲器芯片的擴展及其與系統(tǒng)總線的連接典型的半導(dǎo)體芯片舉例2第五章:存儲器及其接口概述只讀存儲器ROM隨機存儲器RAM存儲器芯片的擴展及其與系統(tǒng)總線的連接典型的半導(dǎo)體芯片舉例3第五章:存儲器及其接口——概述存儲器是計算機(包括微機)硬件系統(tǒng)的重要組成部分,有了存儲器,計算機才具有“記憶”功能,才能把程序及數(shù)據(jù)的代碼保存起來,才能使計算機系統(tǒng)脫離人的干預(yù),而自動完成信息處理的功能。4第五章:存儲器及其接口——概述5第五章:存儲器及其接口——概述存儲器的分
2、類按存儲介質(zhì)分類——磁芯存儲器、半導(dǎo)體存儲器、光電存儲器、磁膜、磁泡和其它磁表面存儲器以及光盤存儲器等。按存取方式分類——隨機存儲器(內(nèi)存和硬盤)、順序存儲器(磁帶)。按存儲器的讀寫功能分類——只讀存儲器(ROM)、隨機存儲器(RAM)。按信息的可保存性分類——非永久記憶的存儲器、永久性記憶的存儲器。按在計算機系統(tǒng)中的作用分類——主存儲器、輔助存儲器、緩沖存儲器、控制存儲器等。6第五章:存儲器及其接口——概述存儲器的性能指標存儲器系統(tǒng)的三項主要性能指標是【容量】、【速度】和【可靠性】。存儲容量:是存儲器系統(tǒng)的首要性能指標,因為存儲容量越大,則系統(tǒng)能夠保存的
3、信息量就越多,相應(yīng)計算機系統(tǒng)的功能就越強;存取速度:直接決定了整個微機系統(tǒng)的運行速度,因此,存取速度也是存儲器系統(tǒng)的重要的性能指標;存儲器可靠性:也是存儲器系統(tǒng)的重要性能指標。通常用平均故障間隔時間來衡量。為了在存儲器系統(tǒng)中兼顧以上三個方面的指標,目前在計算機系統(tǒng)中通常采用三級存儲器結(jié)構(gòu),即使用高速緩沖存儲器、主存儲器和輔助存儲器,由這三者構(gòu)成一個統(tǒng)一的存儲系統(tǒng)。從整體看,其速度接近高速緩存的速度,其容量接近輔存的容量,而其成本則接近廉價慢速的輔存平均價格。7第五章:存儲器及其接口——概述微機系統(tǒng)存儲體結(jié)構(gòu)8第五章:存儲器及其接口——概述存儲器的分類9第五
4、章:存儲器及其接口——概述半導(dǎo)體存儲器什么叫半導(dǎo)體?導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體與絕緣體之間的材料,叫做半導(dǎo)體.例如:鍺、硅、砷化鎵等.半導(dǎo)體在科學(xué)技術(shù),工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活中有著廣泛的應(yīng)用.(例如:電視、半導(dǎo)體收音機、電子計算機等)半導(dǎo)體的一些電學(xué)特性:①壓敏性:有的半導(dǎo)體在受到壓力后電阻發(fā)生較大的變化.用途:制成壓敏元件,接入電路,測出電流變化,以確定壓力的變化.②熱敏性:有的半導(dǎo)體在受熱后電阻隨溫度升高而迅速減小.用途:制成熱敏電阻,用來測量很小范圍內(nèi)的溫度變化.10第五章:存儲器及其接口——概述半導(dǎo)體存儲器的分類半導(dǎo)體存儲器RAMROMSRAMDRAM掩
5、膜ROMPROMEPROMEEPROMFlashROM11第五章:存儲器及其接口概述只讀存儲器ROM隨機存儲器RAM存儲器芯片的擴展及其與系統(tǒng)總線的連接典型的半導(dǎo)體芯片舉例12第五章:存儲器及其接口——只讀存儲器ROM只讀存儲器(ReadOnlyMemory,ROM):內(nèi)容只可讀出不可寫入,最大優(yōu)點是所存信息可長期保存,斷電時,ROM中的信息不會消失。主要用于存放固定的程序和數(shù)據(jù),通常用它存放引導(dǎo)裝入程序。半導(dǎo)體存儲器RAMROMSRAMDRAM掩膜ROMPROMEPROMEEPROMFlashROM13第五章:存儲器及其接口——只讀存儲器ROM掩膜ROM
6、在出廠前由芯片廠家將程序?qū)懙絩om里,以后永遠不能修改。如圖是一個簡單的4×4位的MOSROM存儲陣列,兩位地址輸入,經(jīng)譯碼后,輸出四條字選擇線,每條字選擇線選中一個字,此時位線的輸出即為這個字的每一位。此時,若有管子與其相連(如位線1和位線4),則相應(yīng)的MOS管就導(dǎo)通,輸出低電平,表示邏輯“0”;否則(如位線2和位線3)輸出高電平,表示邏輯“1”。(0110、0101、1010、0000)14第五章:存儲器及其接口——只讀存儲器ROM可編程的ROM(Programmable-ROM,PROM)掩模ROM的存儲單元在生產(chǎn)完成之后,其所保存的信息就已經(jīng)固定下
7、來了,這給使用者帶來了不便。為了解決這個矛盾,設(shè)計制造了一種可由用戶通過簡易設(shè)備寫入信息的ROM器件,即可編程的ROM,又稱為PROM。PROM的類型有多種,如二極管破壞型PROM存儲器,在出廠時,存儲體中每條字線和位線的交叉處都是兩個反向串聯(lián)的二極管的PN結(jié),字線與位線之間不導(dǎo)通,此時,意味著該存儲器中所有的存儲內(nèi)容均為“1”。如果用戶需要寫入程序,則要通過專門的PROM寫入電路,產(chǎn)生足夠大的電流把要寫入“1”的那個存儲位上的二極管擊穿,造成這個PN結(jié)短路,只剩下順向的二極管跨連字線和位線,這時,此位就意味著寫入了“1”。讀出的操作同掩模ROM。除此之外
8、,還有一種熔絲式PROM,用戶編程時,靠專用寫入電路產(chǎn)生脈沖電流,