第3章存儲器及接口

1、第 3 章半導(dǎo)體存儲器及其接口計(jì)算機(jī)的一般結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)的一般結(jié)構(gòu)（并行三總線結(jié)構(gòu)）（并行三總線結(jié)構(gòu)）外設(shè)外設(shè)地址總線地址總線數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線控制總線控制總線存儲器存儲器寄存器寄存器I/OI/O接口接口3.1 半導(dǎo)體存儲器概述3.2 隨機(jī)存取存儲器（RAM）3.3 只讀存儲器（ROM）3.4 存儲器與CPU的連接 本章主要內(nèi)容3.1 半導(dǎo)體存儲器概述n微型計(jì)算機(jī)的存儲結(jié)微型計(jì)算機(jī)的存儲結(jié)構(gòu)構(gòu)n寄存器寄存器位于位于CPU中中n主存主存由半導(dǎo)體存儲器由半導(dǎo)體存儲器(ROM/RAM)構(gòu)成構(gòu)成n輔存輔存指磁盤、磁帶、磁指磁盤、磁帶、磁鼓、光盤等大容量存儲器，鼓、光盤等大容量存儲器，采用磁、光原理工作采用磁

2、、光原理工作n高速緩存高速緩存(CACHE)由由靜態(tài)靜態(tài)RAM芯片構(gòu)成芯片構(gòu)成n本章介紹半導(dǎo)體存儲器及本章介紹半導(dǎo)體存儲器及組成主存的方法組成主存的方法CPU（寄存器）（寄存器）CACHE（高速緩存）（高速緩存）主存（內(nèi)存）主存（內(nèi)存）輔存（外存）輔存（外存）二、存儲器的發(fā)展外存外存n穿孔紙帶穿孔紙帶n盤式磁帶盤式磁帶n軟磁盤軟磁盤n光盤光盤n硬盤硬盤內(nèi)存內(nèi)存n隨機(jī)存取存儲器隨機(jī)存取存儲器 RAM：可讀可寫可讀可寫、斷電丟失、斷電丟失n只讀存儲器只讀存儲器 ROM：只讀只讀、斷電不丟失斷電不丟失3.1 存儲器概述穿孔紙帶穿孔紙帶 Alexander Bain（傳真機(jī)和電傳電報機(jī)的發(fā)明人）在18

3、46年最早使用了穿孔紙帶。紙帶上每一行代表一個字符。3.1 存儲器概述盤式磁帶盤式磁帶1950年，IBM最早把盤式磁帶用在數(shù)據(jù)存儲上。一卷磁帶可以代替1萬張打孔紙帶。80年代之前最為普及的計(jì)算機(jī)存儲設(shè)備。 3.1 存儲器概述軟磁盤軟磁盤第一張軟盤，發(fā)明于1969年，8英寸，容量80K，只讀數(shù)據(jù)。1973年，小一號（6英寸），容量為256K，可以反復(fù)讀寫。1990年代后期，容量為1.44MB的3.5英寸軟盤。 3.1 存儲器概述光盤光盤LD光盤：1958年發(fā)明，12英寸，只讀CD光盤：1979年發(fā)明，5英寸，700MB，可讀寫DVD光盤： 1995年發(fā)明，5英寸， 8.5GB，可讀寫HVD光盤：

4、未來，5英寸，3.9TB3.1 存儲器概述硬盤硬盤大?。?.5寸、2.5寸容量：最大1TB轉(zhuǎn)速：最大150003.1 存儲器概述一、半導(dǎo)體存儲器的分類n按使用屬性分類按使用屬性分類n隨機(jī)存取存儲器隨機(jī)存取存儲器 RAM：可讀可寫可讀可寫、斷電、斷電丟失丟失n只讀存儲器只讀存儲器 ROM：只讀只讀、斷電不丟失斷電不丟失n按制造工藝分類按制造工藝分類n雙極型：雙極型：速度快速度快、集成度低、功耗大、集成度低、功耗大nMOS型：速度慢、集成度高、型：速度慢、集成度高、功耗低功耗低半導(dǎo)體半導(dǎo)體存儲器存儲器只讀存儲器只讀存儲器 （ROM）隨機(jī)存取存儲器隨機(jī)存取存儲器（RAM）靜態(tài)靜態(tài) RAM（SRAM）

5、動態(tài)動態(tài) RAM（DRAM） 非易失非易失 RAM（NVRAM）掩膜式掩膜式ROM一次性可編程一次性可編程 ROM（PROM） 紫外線擦除可編程紫外線擦除可編程 ROM（EPROM）電擦除可編程電擦除可編程 ROM（EEPROM）讀寫存儲器RAM類型類型構(gòu)成構(gòu)成速度速度集成度集成度應(yīng)用應(yīng)用SRAM觸發(fā)器觸發(fā)器快快低低小容量系統(tǒng)小容量系統(tǒng)DRAM極間電容極間電容慢慢高高大容量系統(tǒng)大容量系統(tǒng)NVRAM帶微型電池帶微型電池快快低低小容量非易失小容量非易失只讀存儲器ROMn掩膜掩膜ROM：信息制作在芯片中，不可更改信息制作在芯片中，不可更改nPROM：允許一次編程，此后不可更改允許一次編程，此后不可更

6、改nEPROM：用紫外光擦除，擦除后可編程；并用紫外光擦除，擦除后可編程；并允許用戶多次擦除和編程允許用戶多次擦除和編程nEEPROM（E2PROM）：）：采用加電方法在線采用加電方法在線進(jìn)行擦除和編程，也可多次擦寫進(jìn)行擦除和編程，也可多次擦寫nFlash Memory（閃存）：能夠快速擦寫的（閃存）：能夠快速擦寫的EEPROM，但只能按塊（，但只能按塊（Block）進(jìn)行擦除）進(jìn)行擦除二、半導(dǎo)體存儲器芯片的結(jié)構(gòu)地地址址寄寄存存地地址址譯譯碼碼存儲體存儲體控制電路控制電路AB數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)寄寄存存讀讀寫寫電電路路DBOE WE CS存儲體存儲體地址譯碼地址譯碼數(shù)據(jù)緩沖數(shù)據(jù)緩沖控制電路控制電路半導(dǎo)體存儲

7、器芯片的結(jié)構(gòu) 存儲體存儲體存儲器芯片的主要部分，存儲器芯片的主要部分，用來存儲信息用來存儲信息 地址譯碼地址譯碼電路電路根據(jù)輸入的地址編根據(jù)輸入的地址編碼來選中芯片內(nèi)某個特定的存儲單元碼來選中芯片內(nèi)某個特定的存儲單元 數(shù)據(jù)緩沖數(shù)據(jù)緩沖電路電路數(shù)據(jù)輸入輸出通道數(shù)據(jù)輸入輸出通道 片選片選和和讀寫讀寫控制邏輯控制邏輯選中存儲芯選中存儲芯片，控制讀寫操作片，控制讀寫操作 存儲體n每個存儲單元具有一個每個存儲單元具有一個唯一唯一的地址，可存儲的地址，可存儲1位位（位片結(jié)構(gòu)位片結(jié)構(gòu)）或）或多位多位（字片結(jié)構(gòu)字片結(jié)構(gòu)）二進(jìn)制數(shù)）二進(jìn)制數(shù)據(jù)據(jù)n存儲容量與地址、數(shù)據(jù)線根數(shù)有關(guān)：存儲容量與地址、數(shù)據(jù)線根數(shù)有關(guān)：芯

8、片存儲容量芯片存儲容量 存儲單元數(shù)目存儲單元數(shù)目每單元存儲位數(shù)每單元存儲位數(shù)2MN M：芯片的：芯片的地址線根數(shù)地址線根數(shù) N： 芯片的芯片的數(shù)據(jù)線根數(shù)數(shù)據(jù)線根數(shù) 地址譯碼電路譯譯碼碼器器A5A4A3A2A1A06301存儲單元存儲單元64個單元個單元單譯碼結(jié)構(gòu)行行譯譯碼碼A2A1A0710列譯碼列譯碼A3A4A501764個單元個單元雙譯碼結(jié)構(gòu)地址譯碼電路n單譯碼單譯碼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)n雙譯碼雙譯碼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)n雙譯碼可簡化芯片設(shè)計(jì)雙譯碼可簡化芯片設(shè)計(jì)n為芯片主要采用的譯碼結(jié)為芯片主要采用的譯碼結(jié)構(gòu)構(gòu) 片選和讀寫控制邏輯n片選端片選端-CS或或-CEn有效時，允許對該芯片進(jìn)行訪問操作有效時，允許對該芯片

9、進(jìn)行訪問操作n該控制端一般與系統(tǒng)的該控制端一般與系統(tǒng)的高位地址線高位地址線相關(guān)聯(lián)，連相關(guān)聯(lián)，連接時有多種處理方法：接時有多種處理方法：全譯碼全譯碼/部分譯碼部分譯碼/線選線選等等n輸出控制輸出控制-OEn控制讀操作。有效時，芯片內(nèi)數(shù)據(jù)輸出控制讀操作。有效時，芯片內(nèi)數(shù)據(jù)輸出n該控制端一般連接系統(tǒng)的該控制端一般連接系統(tǒng)的讀控制讀控制線線n寫允許控制寫允許控制-WEn控制寫操作。有效時，數(shù)據(jù)進(jìn)入芯片中控制寫操作。有效時，數(shù)據(jù)進(jìn)入芯片中n該控制端一般連接系統(tǒng)的該控制端一般連接系統(tǒng)的寫控制寫控制線線3.2 隨機(jī)存取存儲器靜態(tài)靜態(tài)RAMSRAM 2114SRAM 6264動態(tài)動態(tài)RAMDRAM 4116D

10、RAM 2164一、 靜態(tài)RAMnSRAM 的基本存儲單元是觸發(fā)器電的基本存儲單元是觸發(fā)器電路路n每個每個基本存儲單元基本存儲單元存儲存儲1位位二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)n許多個基本存儲單元形成行列存儲許多個基本存儲單元形成行列存儲矩陣矩陣nSRAM 一般采用一般采用“字結(jié)構(gòu)字結(jié)構(gòu)”存儲矩存儲矩陣：陣：n每個每個存儲單元存儲單元存放多位（存放多位（4、8、16等）等）n每個每個存儲單元存儲單元具有一個唯一的地址具有一個唯一的地址靜態(tài)RAM的存儲結(jié)構(gòu)六管基本存儲電路六管基本存儲電路列選線列選線Y數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線D數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線DT8T7行選線行選線XT1T5T2T6T4T3VDDBA6 管基本管基本存儲單元存儲

11、單元列選通列選通SRAM 芯片的內(nèi)部芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)I/O行行地地址址譯譯碼碼列地址譯碼列地址譯碼A3A2A1A0A4 A5 A6 A710015151-CS-OE-WE輸入緩沖輸入緩沖輸出輸出緩沖緩沖6管基本管基本存儲單元存儲單元列選通列選通SRAM芯片2114n存儲容量為存儲容量為10244n18個個引腳：引腳：n10 根地址線根地址線 A9A0n4 根數(shù)據(jù)線根數(shù)據(jù)線 I/O4I/O1n片選片選 -CSn讀寫讀寫 -WE123456789181716151413121110VccA7A8A9I/O1I/O2I/O3I/O4-WEA6A5A4A3A0A1A2-CSGNDSRAM芯片6264

12、n存儲容量為存儲容量為 8K8n28個引腳：個引腳：n13 根地址線根地址線 A12A0n8 根數(shù)據(jù)線根數(shù)據(jù)線 D7D0n2 根片選根片選 -CS1、CS2n讀寫讀寫 -WE、-OE+5V-WECS2A8A9A11-OEA10-CS1D7D6D5D4D3NCA12A7A6A5A4A3A2A1A0D0D1D2GND1234567891011121314282726252423222120191817161532K8的SRAM芯片6225612345678910111213141516171819202122232425262728A14A12A7A6A5A4A3A2A1A0D0D1D2GNDD3

13、D4D5D6D7CSA10OEA11A9A8A13WEVcc62256引腳圖引腳圖A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0OECSWED7D6D5D4D3D2D1D062256邏輯圖邏輯圖3.2、存儲器芯片的容量二、動態(tài)RAMnDRAM 的基本存儲單元是單個的基本存儲單元是單個場效應(yīng)場效應(yīng)管管及其及其極間電容極間電容n必須配備必須配備“讀出再生放大電路讀出再生放大電路”進(jìn)行刷進(jìn)行刷新新n每次同時對每次同時對1行的存儲單元進(jìn)行刷新行的存儲單元進(jìn)行刷新n每個基本存儲單元存儲每個基本存儲單元存儲1位二進(jìn)制數(shù)位二進(jìn)制數(shù)n許多個基本存儲單元形成行、列存儲矩許多個基本存儲單元

14、形成行、列存儲矩陣陣nDRAM一般采用一般采用“位結(jié)構(gòu)位結(jié)構(gòu)”存儲體：存儲體：n每個存儲單元存放每個存儲單元存放 1 位位n需要需要 8 個存儲芯片構(gòu)成個存儲芯片構(gòu)成 1 個字節(jié)存儲單元個字節(jié)存儲單元n每個字節(jié)存儲單元擁有每個字節(jié)存儲單元擁有 1 個唯一地址個唯一地址動態(tài)RAM的存儲結(jié)構(gòu)單管基本存儲電路單管基本存儲電路C2C1行選線行選線列選線列選線數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線T2T1單管基本單管基本存儲單元存儲單元DRAM芯片芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu) T5T4T3T2T1VDD讀出再生讀出再生放大電路放大電路列列128列列2DINDOUT列列1行行128行行66行行65行行64行行2行行1I/O緩沖緩沖單管基本單管基

15、本存儲單元存儲單元讀出再生讀出再生放大電路放大電路DRAM芯片4116n存儲容量為存儲容量為 16K1n16個個引腳：引腳：n7 根地址線根地址線A6A0n1 根數(shù)據(jù)輸入線根數(shù)據(jù)輸入線DINn1 根數(shù)據(jù)輸出線根數(shù)據(jù)輸出線DOUTn行地址選通行地址選通 -RASn列地址選通列地址選通 -CASn讀寫控制讀寫控制 -WEVBBDIN-WE-RASA0A2A1VDDVSS-CASDOUTA6A3A4A5VCC123456781615141312111094116的內(nèi)部結(jié)構(gòu)128 128C0R064選選1譯譯碼碼128選選1譯譯碼碼寫時鐘寫時鐘-CAS-WE-RAS0012763A6A0DINDOUT

16、脈沖發(fā)生脈沖發(fā)生脈沖發(fā)生脈沖發(fā)生2選選1譯譯碼碼列列地地址址緩緩沖沖行行地地址址緩緩沖沖讀讀出出輸出輸出緩沖緩沖輸入輸入緩沖緩沖再再生生放放大大存存儲儲體體-R0-C0DRAM芯片2164n存儲容量為存儲容量為 64K1n16個個引腳：引腳：n8 根地址線根地址線A7A0n1 根數(shù)據(jù)輸入線根數(shù)據(jù)輸入線DINn1 根數(shù)據(jù)輸出線根數(shù)據(jù)輸出線DOUTn行地址選通行地址選通 -RASn列地址選通列地址選通 -CASn讀寫控制讀寫控制 -WENCDIN-WE-RASA0A2A1GNDVSS-CASDOUTA6A3A4A5A7123456781615141312111093.3 只讀存儲器EPROM、EE

17、PROMEPROM 2716EPROM 2764EEPROM 2817AEEPROM 2864A字線字線3字線字線2字線字線1字線字線0VDD位線位線地地址址譯譯碼碼A1A011100100D0D1D2D3掩膜式掩膜式ROM位位線線字選線字選線熔絲熔絲VCC熔絲式熔絲式PROM 一、 EPROMnEPROM 芯片頂部開有一個圓形的石英窗口，芯片頂部開有一個圓形的石英窗口，用于紫外線透過、以擦除芯片中保存的信息用于紫外線透過、以擦除芯片中保存的信息n使用專門的編程器（燒寫器）使用專門的編程器（燒寫器） 對對EPROM芯芯片進(jìn)行編程片進(jìn)行編程n編程后，應(yīng)貼上不透光的封條編程后，應(yīng)貼上不透光的封條n

18、出廠時，每個基本存儲單元存儲的都是信息出廠時，每個基本存儲單元存儲的都是信息“1”，編程實(shí)際上就是將，編程實(shí)際上就是將“0”寫入某些基寫入某些基本存儲單元本存儲單元EPROM芯片2716n存儲容量為存儲容量為 2K8n24個個引腳：引腳：n11 根地址線根地址線 A10A0n8 根數(shù)據(jù)線根數(shù)據(jù)線 DO7DO0n片選片選/編程編程 -CE/PGMn讀寫讀寫 -OEn編程電壓編程電壓 VPPVDDA8A9VPP-OEA10-CE/PGMDO7DO6DO5DO4DO3123456789101112242322212019181716151413A7A6A5A4A3A2A1A0DO0DO1DO2Vss

19、EPROM芯片2764n存儲容量為存儲容量為 ?n28個個引腳：引腳：n13 根地址線根地址線 A12A0n8 根數(shù)據(jù)線根數(shù)據(jù)線 D7D0n片選片選 -CEn編程編程 -PGMn讀寫讀寫 -OEn編程電壓編程電壓 VPPVppA12A7A6A5A4A3A2A1A0D0D1D2GNDVcc-PGMNCA8A9A11-OEA10-CED7D6D5D4D312345678910111213142827262524232221201918171615EPROM芯片2725612345678910111213141516171819202122232425262728VppA12A7A6A5A4A3A2

20、A1A0D0D1D2GNDD3D4D5D6D7CEA10OEA11A9A8A13A14Vcc27256引腳圖引腳圖A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0CE OED7D6D5D4D3D2D1D027256邏輯圖邏輯圖二、 EEPROMn用加電方法，進(jìn)行在線（無需拔下，用加電方法，進(jìn)行在線（無需拔下，直接在電路中）擦寫（擦除和編程直接在電路中）擦寫（擦除和編程一次完成）一次完成）n有字節(jié)擦寫、塊擦寫和整片擦寫等有字節(jié)擦寫、塊擦寫和整片擦寫等方法方法n并行并行EEPROM：多位數(shù)據(jù)線：多位數(shù)據(jù)線n串行串行EEPROM：1位數(shù)據(jù)線位數(shù)據(jù)線EEPROM芯片2817An存

21、儲容量為存儲容量為 2K8n28個個引腳：引腳：n11 根地址線根地址線 A10A0n8 根數(shù)據(jù)線根數(shù)據(jù)線 I/O7I/O0n片選片選 -CEn讀寫讀寫 -OE、-WEn狀態(tài)輸出狀態(tài)輸出 RDY/-BUSYNCA12A7A6A5A4A3A2A1A0I/O0I/O1I/O2GNDVcc-WENCA8A9NC-OEA10-CEI/O7I/O6I/O5I/O4I/O312345678910111213142827262524232221201918171615EEPROM芯片2864An存儲容量為存儲容量為 8K8n28個個引腳：引腳：n13 根地址線根地址線 A12A0n8 根數(shù)據(jù)線根數(shù)據(jù)線 I/

22、O7I/O0n片選片選 -CEn讀寫讀寫 -OE、-WEVcc-WENCA8A9A11-OEA10-CEI/O7I/O6I/O5I/O4I/O3NCA12A7A6A5A4A3A2A1A0I/O0I/O1I/O2GND123456789101112131428272625242322212019181716153.4 半導(dǎo)體存儲器與CPU的連接n半導(dǎo)體存儲器與半導(dǎo)體存儲器與CPU的連接是本章的的連接是本章的重點(diǎn)重點(diǎn)nSRAM、EPROM與與CPU的連接的連接n其其譯碼方法譯碼方法同樣適合同樣適合I/O端口端口一、存儲芯片與CPU的連接n存儲芯片存儲芯片數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線的處理的處理n存儲芯片存儲芯片地

23、址線地址線的處理的處理n存儲芯片存儲芯片片選端片選端的處理的處理n存儲芯片存儲芯片讀寫控制線讀寫控制線的處理的處理1. 存儲芯片數(shù)據(jù)線的處理n若芯片的數(shù)據(jù)線正好若芯片的數(shù)據(jù)線正好 8 根：根：n一次可從芯片中訪問到一次可從芯片中訪問到 8 位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)n全部數(shù)據(jù)線與系統(tǒng)的全部數(shù)據(jù)線與系統(tǒng)的 8 位數(shù)據(jù)總線相連位數(shù)據(jù)總線相連n若芯片的數(shù)據(jù)線不足若芯片的數(shù)據(jù)線不足 8 根：根：n一次不能從一個芯片中訪問到一次不能從一個芯片中訪問到 8 位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)n利用多個芯片擴(kuò)充數(shù)據(jù)位（數(shù)據(jù)寬度）利用多個芯片擴(kuò)充數(shù)據(jù)位（數(shù)據(jù)寬度）n這種擴(kuò)充方式稱這種擴(kuò)充方式稱“位擴(kuò)充位擴(kuò)充”位擴(kuò)充2114（1）A9A0I/O4

24、I/O1片選片選D3D0D7D4A9A02114（2）A9A0I/O4I/O1CECE兩片同時選中數(shù)據(jù)分別提供2. 存儲芯片地址線的連接n芯片的地址線通常應(yīng)全部與系芯片的地址線通常應(yīng)全部與系統(tǒng)的低位地址總線相連統(tǒng)的低位地址總線相連n尋址時，這部分地址的譯碼是尋址時，這部分地址的譯碼是在存儲芯片內(nèi)完成的，我們稱在存儲芯片內(nèi)完成的，我們稱為為“片內(nèi)譯碼片內(nèi)譯碼”片內(nèi)譯碼地址線地址線 A9A0存儲芯片存儲芯片存儲單元存儲單元片內(nèi)譯碼000H001H002H3FDH3FEH3FFH000000010010110111101111（16進(jìn)制表示）進(jìn)制表示）A9A0片內(nèi)片內(nèi)10 位地址譯位地址譯碼碼10

25、位地址的變化：位地址的變化：全全0全全13. 存儲芯片片選端的譯碼n存儲系統(tǒng)常需要利用多個存儲芯片進(jìn)行容量的擴(kuò)充，也就是存儲系統(tǒng)常需要利用多個存儲芯片進(jìn)行容量的擴(kuò)充，也就是擴(kuò)充存儲器的地址范圍擴(kuò)充存儲器的地址范圍n這種擴(kuò)充簡稱為這種擴(kuò)充簡稱為“地址擴(kuò)充地址擴(kuò)充”或或“字?jǐn)U充字?jǐn)U充”n進(jìn)行進(jìn)行“地址擴(kuò)充地址擴(kuò)充”時，需要利用存儲芯片的片選端來對時，需要利用存儲芯片的片選端來對存儲存儲芯片（芯片組）芯片（芯片組）進(jìn)行尋址進(jìn)行尋址n通過存儲芯片的通過存儲芯片的片選端片選端與系統(tǒng)的與系統(tǒng)的高位地址線高位地址線相關(guān)聯(lián)來實(shí)現(xiàn)對相關(guān)聯(lián)來實(shí)現(xiàn)對存儲芯片（芯片組）的尋址，常用的方法有：存儲芯片（芯片組）的尋址，

26、常用的方法有：n全譯碼全譯碼全部全部高位地址線高位地址線與與片選端片選端關(guān)聯(lián)（參與芯片譯碼）關(guān)聯(lián)（參與芯片譯碼）n部分譯碼部分譯碼部分部分高位地址線高位地址線與與片選端片選端關(guān)聯(lián)（參與芯片譯碼）關(guān)聯(lián)（參與芯片譯碼）n線選法線選法某根某根高位地址線高位地址線與與片選端片選端關(guān)聯(lián)（參與芯片譯碼）關(guān)聯(lián)（參與芯片譯碼）n片選端常有效片選端常有效無無高位地址線高位地址線與與片選端片選端關(guān)聯(lián)（不參與芯片譯碼）關(guān)聯(lián)（不參與芯片譯碼）地址擴(kuò)充（字?jǐn)U充）片選端片選端D7D0A19A10A9A0（2）A9A0D7D0-CE（1）A9A0D7D0-CE譯碼器00000000010000000000低位地址線低位地址

27、線高位地址線高位地址線片選端常有效A19A15 A14A0 全全0全全1D7D027256EPROMA14A0CE片選端常有效片選端常有效與與A19A15 無關(guān)無關(guān)地址重復(fù)n1個個存儲單元存儲單元具有具有多個多個存儲地址存儲地址的現(xiàn)象的現(xiàn)象n原因：有些高位地址線沒有用、可任原因：有些高位地址線沒有用、可任意意n使用地址：出現(xiàn)地址重復(fù)時，常選取使用地址：出現(xiàn)地址重復(fù)時，常選取其中既好用、又不沖突的一個其中既好用、又不沖突的一個“可用可用地址地址”n例如：例如：00000H07FFFHn選取的原則：高位地址全為選取的原則：高位地址全為0的地址的地址高位地址譯碼才更好高位地址譯碼才更好 譯碼和譯碼器

28、n譯碼譯碼：將某個特定的：將某個特定的“編碼輸入編碼輸入”翻譯為翻譯為唯一唯一一個一個“有效輸出有效輸出”的過程的過程n譯碼器件：譯碼器件：n采用采用門電路組合邏輯門電路組合邏輯進(jìn)行譯碼進(jìn)行譯碼n采用采用集成譯碼器集成譯碼器進(jìn)行譯碼，常用的器件有：進(jìn)行譯碼，常用的器件有：n2-4 （4 選選 1）譯碼器）譯碼器74LS139n3-8 （8 選選 1）譯碼器）譯碼器74LS138n4-16 （16 選選 1）譯碼器）譯碼器74LS154n對芯片的尋址方法：對芯片的尋址方法：n全譯碼全譯碼 所有所有系統(tǒng)高位地址線參與對芯片的尋址系統(tǒng)高位地址線參與對芯片的尋址n部分譯碼部分譯碼部分部分系統(tǒng)高位地址線

29、參與對芯片的尋址系統(tǒng)高位地址線參與對芯片的尋址n線選譯碼線選譯碼用用 1 根根系統(tǒng)的高位地址線選中芯片系統(tǒng)的高位地址線選中芯片n片選端常有效片選端常有效無無系統(tǒng)的高位地址線據(jù)參與對芯片的尋址系統(tǒng)的高位地址線據(jù)參與對芯片的尋址譯碼的概念N 位編碼輸入位編碼輸入2N 位譯碼輸出位譯碼輸出唯一有效的輸出唯一有效的輸出其余均無效其余均無效譯譯碼碼器器譯碼的概念門電路譯碼A1 A0Y0 Y1 Y2 Y3A19A18A17A16A15（b）（a）A0Y0Y1Y低電平有效低電平有效高電平有效高電平有效（c）譯碼器74LS13812345678910111213141516ABCE1E2E3Y7GNDY6Y5

30、Y4Y3Y2Y1Y0Vcc74LS138引腳圖引腳圖Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7E3E2E1CBA74LS138原理圖原理圖片選輸入片選輸入編碼輸入編碼輸入輸出輸出E3 E2* E1*C B AY7* Y0*1 0 00 0 011111110（僅（僅Y0*有效）有效）0 0 111111101（僅（僅Y1*有效）有效）0 1 011111011（僅（僅Y2*有效）有效）0 1 111110111（僅（僅Y3*有效）有效）1 0 011101111（僅（僅Y4*有效）有效）1 0 111011111（僅（僅Y5*有效）有效）1 1 010111111（僅（僅Y6*有效）有效）1 1 101

31、111111（僅（僅Y7*有效）有效）非上述情況非上述情況11111111（全無效）（全無效）74LS138連接示例E3E2E1CBAY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y774LS1385VA19A18A17A16A15若若A19A18A17A16A15輸入輸入 “00101”，哪個輸出端有效？，哪個輸出端有效？若若A19A18A17A16A15輸入輸入 “00111”，哪個輸出端有效？，哪個輸出端有效？若若A19A18A17A16A15輸入輸入 “10101”，哪個輸出端有效？，哪個輸出端有效？ 全譯碼n所有的系統(tǒng)地址線均參與對存儲單元的譯所有的系統(tǒng)地址線均參與對存儲單元的譯碼尋址碼尋址n包括低位

32、地址線對芯片內(nèi)各存儲單元的譯包括低位地址線對芯片內(nèi)各存儲單元的譯碼尋址（片內(nèi)譯碼），高位地址線對存儲碼尋址（片內(nèi)譯碼），高位地址線對存儲芯片的譯碼尋址（片選譯碼）芯片的譯碼尋址（片選譯碼）n采用全譯碼，采用全譯碼，每個存儲單元的地址都是唯每個存儲單元的地址都是唯一的一的，不存在地址重復(fù)，不存在地址重復(fù)n譯碼電路可能比較復(fù)雜、連線也較多譯碼電路可能比較復(fù)雜、連線也較多全譯碼示例A19A18A17A15 A14A13A16CBAE3138 A12A0CEY6E2E1IO/-M2764請看地址分析請看地址分析1C000H1DFFFH全全0全全10 0 0 1 1 1 00 0 0 1 1 1 0地址

33、范圍地址范圍A12A0A19A18A17A16A15A14 A13全譯碼示例地址分析 部分譯碼n只有部分（高位）地址線參與對只有部分（高位）地址線參與對存儲芯片的譯碼存儲芯片的譯碼n每個存儲單元將對應(yīng)多個地址每個存儲單元將對應(yīng)多個地址（地址重復(fù)），需要選取一個可（地址重復(fù)），需要選取一個可用地址用地址n可簡化譯碼電路的設(shè)計(jì)可簡化譯碼電路的設(shè)計(jì)n但系統(tǒng)的部分地址空間將被浪費(fèi)但系統(tǒng)的部分地址空間將被浪費(fèi)部分譯碼示例138A17 A16A11A0A14 A13A12(4)(3)(2)(1)2732273227322732CBAE3-E2-E1IO/-M-CE-CE-CE-CE-Y0-Y1-Y2-Y3

34、請看地址分析請看地址分析部分譯碼示例地址分析1234芯片芯片10101010A19 A1520000H20FFFH21000H21FFFH22000H22FFFH23000H23FFFH全全0全全1全全0全全1全全0全全1全全0全全1000001010011一個可用地址一個可用地址A11A0A14 A12 線選譯碼n只用少數(shù)幾根高位地址線進(jìn)行芯片的只用少數(shù)幾根高位地址線進(jìn)行芯片的譯碼，且每根負(fù)責(zé)選中一個芯片（組）譯碼，且每根負(fù)責(zé)選中一個芯片（組）n雖構(gòu)成簡單，但地址空間嚴(yán)重浪費(fèi)雖構(gòu)成簡單，但地址空間嚴(yán)重浪費(fèi)n必然會出現(xiàn)地址重復(fù)必然會出現(xiàn)地址重復(fù)n一個存儲地址會對應(yīng)多個存儲單元一個存儲地址會對應(yīng)

35、多個存儲單元n多個存儲單元共用的存儲地址不應(yīng)使多個存儲單元共用的存儲地址不應(yīng)使用用線選譯碼示例A14A12A0A13(1)2764(2)2764 CECE請看地址分析請看地址分析線選譯碼示例地址分析12芯芯片片A19 A1504000H05FFFH02000H03FFFH全全0全全1全全0全全11 00 1一個可用地址一個可用地址A12A0A14 A13切記：切記： A14 A13“00” 的情況不能出現(xiàn)，的情況不能出現(xiàn)，此時此時 00000H01FFFH 的地址將不能使用的地址將不能使用片選端譯碼小結(jié)n存儲芯片的片選控制端可以被看作是一存儲芯片的片選控制端可以被看作是一根最高位地址線根最高位

36、地址線n在系統(tǒng)中，主要與地址發(fā)生聯(lián)系：包括在系統(tǒng)中，主要與地址發(fā)生聯(lián)系：包括地址空間的選擇地址空間的選擇（接系統(tǒng)的（接系統(tǒng)的IO/-M信號）信號）和和高位地址的譯碼選擇高位地址的譯碼選擇（與系統(tǒng)的高位（與系統(tǒng)的高位地址線相關(guān)聯(lián)）地址線相關(guān)聯(lián)）n對一些存儲芯片通過片選無效可關(guān)閉內(nèi)對一些存儲芯片通過片選無效可關(guān)閉內(nèi)部的輸出驅(qū)動機(jī)制，起到降低功耗的作部的輸出驅(qū)動機(jī)制，起到降低功耗的作用用4. 存儲芯片的讀寫控制n芯片芯片-OE與系統(tǒng)的讀命令線相連與系統(tǒng)的讀命令線相連n當(dāng)芯片被選中、且讀命令有效時，當(dāng)芯片被選中、且讀命令有效時，存儲芯片將開放并驅(qū)動數(shù)據(jù)到總線存儲芯片將開放并驅(qū)動數(shù)據(jù)到總線n芯片芯片-W

37、E與系統(tǒng)的寫命令線相連與系統(tǒng)的寫命令線相連n當(dāng)芯片被選中、且寫命令有效時，當(dāng)芯片被選中、且寫命令有效時，允許總線數(shù)據(jù)寫入存儲芯片允許總線數(shù)據(jù)寫入存儲芯片容量容量 1K 2K 4K 8K 16K 32K總線數(shù)總線數(shù) 10 11 12 13 14 15范圍范圍 000 000 000 0000 0000 0000 3FF 7FF FFF 1FFF 3FFF 7FFF容量容量 64K 128K 256K 512K 1MB 總線數(shù)總線數(shù) 16 17 18 19 20范圍范圍 0000 00000 00000 00000 00000 FFFF 1FFFF 3FFFF 7FFFF FFFFF進(jìn)行片內(nèi)尋址和

38、片間尋址地址線的分配n由于由于6116芯片有芯片有2K個存儲單元，所以個存儲單元，所以需要需要_根地址線，才能選擇其中某根地址線，才能選擇其中某一個存儲單元一個存儲單元n選擇選擇8086地址總線地址總線A0A19中的低中的低_地址線進(jìn)行片內(nèi)尋址地址線進(jìn)行片內(nèi)尋址n選擇選擇8086地址總線地址總線A0A19中的高中的高_(dá)地址線進(jìn)行片間尋址地址線進(jìn)行片間尋址11A0A10A11A19綜合舉例一個綜合性例子一個綜合性例子( (最大組態(tài)最大組態(tài)) ) -CS1 A12 -OE CS26264A11A0 -WE138CBA-Y0-Y1-Y2E3-E2-E3+5VA17A16A11A0D7D0A12A15A14A13-MEMR-MEMW+5VCS2 -CS1 A12 -OED7D0D7D06264A11A0 -WE -CE -OE 2732A11A0 D7D0 -CE -OE 2732A11A0 D7D0請進(jìn)行地址分析請進(jìn)行地址分析綜合舉例地址分析0 0 00 0 10 1 00 1 0A15 A1300000H01FFFH02000H03FFFH04000H04FFFH05000H05FFFH一個可用地址一個可用地址XX 00XX 00XX 00XX 00A19 A166264-16264