【正文】 1bit的 DRAM存儲器芯片 （ a） Intel 4164的內部結構 （ b） Intel 4164的外部引腳 25 第 5章 微機的存儲系統(tǒng) 半導體存儲器的基本知識 ? 典型芯片 4. EPROM存儲芯片 —— Intel 2716 2K 8bit OECEOEGND VCC GND VPP O0～ O7 數(shù)據(jù)輸出 輸出緩沖 Y門 16Kbit 存儲矩陣 輸出允許片選和編程邏輯 Y譯碼 X譯碼 … … A0 ～ A10 地 址 輸 入 O2 O1 O0 A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 12 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 13 O4 O5 O6 O7 A10 VPP A9 A8 VCC O3 Intel 2716存儲器芯片的內部結構框圖及外部引腳 26 第 5章 微機的存儲系統(tǒng) ? 存儲器概述 ? 半導體存儲器的基本知識 ? 微機系統(tǒng)中的主存儲器組織 ? 高速緩沖存儲器 ? 輔助存儲器 27 第 5章 微機的存儲系統(tǒng) 微機系統(tǒng)中的主存儲器組織 ? 存儲 器的擴展技術 1. 存儲器容量的 擴展 根據(jù) 存儲器所要求的容量 和選定 的存儲芯片的容量，就可以計算出總的芯片數(shù)，即： 總 片數(shù) =總容量 /單個芯片容量 例如 :存儲器容量為 8K 8bit，若選用 2114芯片 (1K 4bit)，則需要 (8K 8bit)/(1K 4bit)=8 2(片 ) 存儲器 擴展技術有 位擴展 、 字擴展 和 位字同時擴展 三種。/WE=L, /OE=H 8086CPU與 6264SRAM的接線圖 /WE /OE 8086 6264 /WR /RD 6805CPU 6264SRAM 讀 :R/ /W=H。 20 第 5章 微機的存儲系統(tǒng) 半導體存儲器的基本知識 ? 典型芯片 SRAM 引腳特點 ?地址線 An 接 CPU 的地址總線 AB ?數(shù)據(jù)線 Dm 接 CPU 的數(shù)據(jù)總線 DB ?片選線 /CE（ /CS）由 CPU 的 AB 線譯碼產生 ?讀寫線 /OE、 /WE 由 CPU 的控制線 /RD、 /WR控制 AB DB VCC GND /RD /WR /OE /WE /CS A0 ~ An D0 ~ Dm 譯碼電路 21 第 5章 微機的存儲系統(tǒng) 半導體存儲器的基本知識 ? 典型芯片 1. SRAM存儲芯片 —— Intel 2114 1K 4bit的 SRAM存儲器 芯片 VCC GND A3 A4 A5 A6 A7 A8 I/O1 I/O2 I/O3 I/O4 輸入 數(shù)據(jù) 控制 行 選 擇 64?64 存儲矩陣 列 I/O電路 列選擇 A0 A2 A1 A9 A6 A5 A4 A3 A0 A1 A2 GND CS WE CS WE Vcc A7 A8 A9 I/O1 I/O2 I/O3 I/O4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 18 17 16 15 14 13 12 11 10 （ b） Intel 2114的外部引腳 （ a） Intel 2114的內部結構 22 第 5章 微機的存儲系統(tǒng) 半導體存儲器的基本知識 ? 典型芯片 2. SRAM存儲芯片 —— Intel 6264 8K 8bit低功耗 CMOS SRAM A0 A1 A2 A10 Y譯碼 存儲體 存儲體 控制邏輯 X 譯 碼 A3 A9 A11 A12 … … I/O 緩 沖 D0～ D7 VCC CS2 A8 A9 A10 A11 27 28 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 D7 D6 D5 D4 D3 NC A12 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 D0 D1 D2 GND 2 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 6264 … WE1CSOE （ b）外部引腳圖 （ a）內部結構 23 第 5章 微機的存儲系統(tǒng) 半導體存儲器的基本知識 ? 典型芯片 2. SRAM存儲芯片 —— Intel 6264 8K 8bit低功耗 CMOS SRAM ? 提供兩條片選線是為了應用時控制方式多樣 ? 讀寫線為兩條是為不同 CPU服務 /CS1接低、 CS2控制 /CS1 CS2 GND 6264 CS2接高、 /CS1控制 /CS1 CS2 VCC 6264 8086CPU 6264SRAM 讀 :/RD=L,/WR=H。 18 第 5章 微機的存儲系統(tǒng) 半導體存儲器的基本知識 ? 半導體存儲器芯片的結構 地址譯碼和驅動 I/O控制電路 地址鎖存 存儲體 讀寫控制 AB CB DB 包括 讀出放大器 、 寫入電路 和 讀寫控制電路 ，用以完成被選中存儲單元中各位的讀出和寫入操作。 缺點：當?shù)刂肪€增加時，譯碼器的復雜度按 2n增加。 譯碼驅動方式有兩種： 一維地址譯碼 、 二維地址譯碼 。 14 第 5章 微機的存儲系統(tǒng) 半導體存儲器的基本知識 ? 半導體存儲器芯片的結構 地址譯碼和驅動 I/O控制電路 地址鎖存 存儲體 讀寫控制 AB CB DB 地址鎖存器的作用是保存 CPU輸入的地址信息，以等待譯碼電路選擇存儲單元。 存儲芯片的容量一般用 字數(shù) 字長 表示。 分級存儲器結構示意圖 CPU 內 部 寄 存 器 高速緩沖存儲器 (Cache) 內 存 儲 器 外 存 儲 器 容量增 速度、位價格減 10 第 5章 微機的存儲系統(tǒng) ? 存儲器概述 ? 半導體存儲器的基本知識 ? 微機系統(tǒng)中的主存儲器組織 ? 高速緩沖存儲器 ? 輔助存儲器 11 第 5章 微機的存儲系統(tǒng) 半導體存儲器的基本知識 ? 半導體存儲器的特點 ? 速度快，存取時間可達到納秒 (ns)級 ? 高度集成化，不僅存儲單元所占的空間小，而且譯碼電路和數(shù)據(jù)緩沖寄存器以及存儲單元都集成在一個芯片中，體積特別小 ? 功耗低，一般為幾十毫瓦 (mW) 12 第 5章 微機的存儲系統(tǒng) 半導體存儲器的基本知識 ? 半導體存儲器芯片的結構 地址譯碼和驅動 I/O控制電路 地址鎖存 存儲體 讀寫控制 AB CB DB 13 第 5章 微機的存儲系統(tǒng) 半導體存儲器的基本知識 ? 半導體存儲器芯片的結構 地址譯碼和驅動 I/O控制電路 地址鎖存 存儲體 讀寫控制 AB CB DB 位片結構 —— 組成存儲單元的存儲元只有一位，譯碼選中一個存儲單元時只能進行一位信息的讀寫，即字長等于 1位。 高速緩存 的引入，把慢速的內存當高速內存來使用。 8 第 5章 微機的存儲系統(tǒng) 存儲器概述 ? 存儲系統(tǒng)的概念 存儲系統(tǒng) 由 存放程序和數(shù)據(jù)的各類 存儲設備 及 相關軟件 構成。 ? 磁表面存儲器不同于半導體存儲器，其數(shù)據(jù)存取需要磁頭的機械運動，因此其操作過程由： 磁道定位時間 、 磁頭等待時間 、 讀寫時間 及傳 送時間 等部分組成，而且定位時間、磁頭等待時間都與 磁頭當前的位置和 要存取的數(shù)據(jù)位置 有關，因此通常 采用平均值表示 。 ? 存儲器存取時間和存取速度 —— 存儲器存取時間 又稱為 存儲器訪問時間 ，是指從啟動一次存儲器操作到完成該操作所經歷的時間，也稱為 讀寫時間 。 7 第 5章 微機的存儲系統(tǒng) 存儲器概述 ? 存儲器的主要性能指標 ? 存儲容量 —— 存儲器能夠存儲二進制信息的數(shù)量，常用單位：B、 KB、 MB、 GB、 TB。 ? 高速緩沖存儲器 (Cache)—— 用于彌補計算機內部各器件之間的速度差異。主存由半導體存儲器組成，包括 ROM和 RAM兩種類型，其中 ROM用于存放系統(tǒng)軟件、系統(tǒng)參數(shù)或永久性數(shù)據(jù)， RAM用于存放臨時性數(shù)據(jù)和應用程序，主要采用 單極型 (MOS)半導體存儲器件 。 ? 由存放程序和數(shù)據(jù)的各類 存儲設備 及 相關軟件 構成存儲系統(tǒng) 。 ? 由許多存儲單元 組成一個 存儲器 。1 微機原理與接口技術 第 5章 微機的存儲系統(tǒng) 2 第 5章 微機的存儲系統(tǒng) ? 存儲器概述 ? 半導體存儲器的基本知識 ? 微機系統(tǒng)中的主存儲器組織 ? 高速緩沖存儲器 ? 輔助存儲器 3 第 5章 微機的存儲系統(tǒng) 存儲器概述 ? 一個 雙穩(wěn)態(tài) 的 半導體電路 或 磁性材料 的存儲元均可存儲一位二進制代碼，這個二進制代碼位是存儲器中最小的存儲單位，稱為一個 存儲位 或 存儲元 。 ? 由若干個存儲元組成一個 存儲單元 。 有了 存儲器，計算機就具有記憶 能力。 4 第 5章 微機的存儲系統(tǒng) 存儲器概述 ? 存儲器的分類 —— 按存儲介質分類 磁盤存儲器 磁帶存儲器 光介質存儲器 存 儲 器 半導體 存儲器 磁表面 存儲器 掩模只讀存儲器 MROM 可編程只讀存儲器 PROM 可擦除可編程只讀存儲器 EPROM 電可擦可編程只讀存儲器 EEPROM 快閃存儲器 Flash Memory 隨機 存儲器 RAM 只讀 存儲器 ROM 單極型 (MOS)半導體存儲器 雙極型 (TTL)半導體存儲器 動態(tài) DRAM 靜態(tài) SRAM 硬盤 軟盤 5 第 5章 微機的存儲系統(tǒng) 存儲器概述 ? 存儲器的分類 —— 按信息的可保存性分類 易失性 存儲器 非易失性 存儲器 磁盤存儲器 磁帶存儲器 光介質存儲器 存 儲 器 半導體 存儲器 磁表面 存儲器 掩模只讀存儲器 MROM 可編程只讀存儲器 PROM 可擦除可編程只讀存儲器 EPROM 電探險可編程只讀存儲器 EEPROM 快閃存儲器 Flash Memory 隨機 存儲器 RAM 只讀 存儲器 ROM 單極型 (MOS)半導體存儲器 雙極型 (TTL)半導體存儲器 動態(tài) DRAM 靜態(tài) SRAM 硬盤 軟盤 6 第 5章 微機的存儲系統(tǒng) 存儲器概述 ? 存儲器的分類 —— 按在計算機系統(tǒng)中的作用分類 ? 主存儲器 —— 又稱 內部存儲器 ，用來存放當前正在使用或者經常使用的程序和數(shù)據(jù)， CPU可直接對它進行訪問。 ? 輔助存儲器 —— 又稱 外部存儲器 ，主要用來存放當前暫時不參加運算的程序和數(shù)據(jù)，通常 CPU不直接訪問輔存。主要采用 雙極型 (TTL)半導體存儲器件 。計算機可直接尋址的主存容量由地址碼位數(shù)確定。存取速度是存取時間的倒數(shù)。 ? 價格 /位 —— 常用每字節(jié)或每 MB成本表示，即 C=價格 /容量 ? 可靠性 —— 通常用平均無故障工作時間（ Mean Time Between Failures，簡稱 MTBF）即兩次故障之間的平均時間來衡量。 ? 應用程序員透明，并且從應用程序員角度看它是一個存儲器 ? 速度接近最快的那個存儲器 ? 容量與容量最大的那個存儲器相等或接近 ? 單位容量的價格接近最便宜的那個存儲器 高 低 小 大