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文檔簡介
1、1微型計算機原理及其應用微型計算機原理及其應用第三章:存儲器及其接口第三章:存儲器及其接口2第三章:存儲器及其接口第三章:存儲器及其接口1. 概述概述2. 只讀存儲器只讀存儲器ROM3. 隨機存儲器隨機存儲器RAM4. 存儲器芯片的擴展及其與系統(tǒng)總線的連接存儲器芯片的擴展及其與系統(tǒng)總線的連接5. 典型的半導體芯片舉例典型的半導體芯片舉例 3第三章:存儲器及其接口第三章:存儲器及其接口1. 概述概述2. 只讀存儲器只讀存儲器ROM3. 隨機存儲器隨機存儲器RAM4.4. 存儲器芯片的擴展及其與系統(tǒng)總線的連接存儲器芯片的擴展及其與系統(tǒng)總線的連接5. 典型的半導體芯片舉例典型的半導體芯片舉例4第三章
2、:存儲器及其接口第三章:存儲器及其接口概述概述 存儲器是計算機存儲器是計算機(包括微機包括微機)硬件系統(tǒng)的重要組成部分,有了硬件系統(tǒng)的重要組成部分,有了存儲器,計算機才具有存儲器,計算機才具有“記憶記憶”功能,才能把程序及數(shù)據(jù)的代碼保存功能,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,而自動完成信息處理的功能。起來,才能使計算機系統(tǒng)脫離人的干預,而自動完成信息處理的功能。 5第三章:存儲器及其接口第三章:存儲器及其接口概述概述6第三章:存儲器及其接口第三章:存儲器及其接口概述概述 存儲器的分類存儲器的分類按存儲介質(zhì)分類按存儲介質(zhì)分類磁芯存儲器、半導體存儲器、光電存儲器、磁磁芯
3、存儲器、半導體存儲器、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。膜、磁泡和其它磁表面存儲器以及光盤存儲器等。 按存取方式分類按存取方式分類隨機存儲器隨機存儲器(內(nèi)存和硬盤內(nèi)存和硬盤)、順序存儲器、順序存儲器(磁帶磁帶)。按存儲器的讀寫功能分類按存儲器的讀寫功能分類只讀存儲器只讀存儲器(ROM)、隨機存儲器、隨機存儲器(RAM)。按信息的可保存性分類按信息的可保存性分類非永久記憶的存儲器、永久性記憶的存非永久記憶的存儲器、永久性記憶的存儲器。儲器。按在計算機系統(tǒng)中的作用分類按在計算機系統(tǒng)中的作用分類主存儲器、輔助存儲器、緩沖存主存儲器、輔助存儲器、緩沖存儲器、控制存儲器等。儲器、
4、控制存儲器等。7第三章:存儲器及其接口第三章:存儲器及其接口概述概述 存儲器的性能指標存儲器的性能指標存儲器系統(tǒng)的三項主要性能指標是存儲器系統(tǒng)的三項主要性能指標是【容量容量】、【速度速度】和和【可靠性可靠性】。存儲容量: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)能夠保存的信息量就越多,相應計算機系統(tǒng)的功能就越強;統(tǒng)能夠保存的信息量就越多,相應計算機系統(tǒng)的功能就越強;存取速度: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;是存儲器系統(tǒng)
5、的重要的性能指標;存儲器可靠性: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。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構,即使用機系統(tǒng)中通常采用三級存儲器結構,即使用高速緩沖存儲器高速緩沖存儲器、主存儲主存儲器器和和輔助存儲器輔助存儲器,由這三者構成一個統(tǒng)一的存儲系統(tǒng)。從整體看,其,由這三者構成一個統(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,而其成本則接近速度接近高速緩存的速度,其容量
6、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。廉價慢速的輔存平均價格。 8第三章:存儲器及其接口第三章:存儲器及其接口概述概述 微機系統(tǒng)存儲體結構微機系統(tǒng)存儲體結構9第三章:存儲器及其接口第三章:存儲器及其接口概述概述 存儲器的分類存儲器的分類10第三章:存儲器及其接口第三章:存儲器及其接口概述概述 半導體存儲器半導體存儲器 什么叫半導體?什么叫半導體? 導電性能介于導體與絕緣體之間的材料,叫做半導體導電性能介于導體與絕緣體之間的材料,叫做半導體例如:鍺、硅、砷化鎵等例如:鍺、硅、砷化鎵等 半導體在科學技術,工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活中有著廣泛的應用(例如:半導體在科學技術,工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活中有
7、著廣泛的應用(例如: 電視、半導體收音機、電子計算機等)電視、半導體收音機、電子計算機等) 半導體的一些電學特性:半導體的一些電學特性: 壓敏性:壓敏性:有的半導體在受到壓力后電阻發(fā)生較大的變化有的半導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,以確定壓力的變化化 熱敏性:熱敏性:有的半導體在受熱后電阻隨溫度升高而迅速減小有的半導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)的溫度變化用途:制成熱敏電阻,用來測量很小范圍內(nèi)的溫度變化 11第三章:存儲器及其接口第三章:存儲器及
8、其接口概述概述 半導體存儲器的分類半導體存儲器的分類 半導體半導體存儲器存儲器RAMROMSRAMDRAM掩膜掩膜ROMPROMEPROMEEPROMFlash ROM12第三章:存儲器及其接口第三章:存儲器及其接口1. 概述概述2. 只讀存儲器只讀存儲器ROM3. 隨機存儲器隨機存儲器RAM4.4. 存儲器芯片的擴展及其與系統(tǒng)總線的連接存儲器芯片的擴展及其與系統(tǒng)總線的連接5. 典型的半導體芯片舉例典型的半導體芯片舉例13第三章:存儲器及其接口第三章:存儲器及其接口只讀存儲器只讀存儲器ROMROM只讀存儲器只讀存儲器(Read Only (Read Only Memory,ROMMemory,
9、ROM) ):內(nèi)容只可讀出不可寫入,最內(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,大優(yōu)點是所存信息可長期保存,斷電時,ROMROM中的信息不會消失。主中的信息不會消失。主要用于存放固定的程序和數(shù)據(jù),通常用它存放引導裝入程序。要用于存放固定的程序和數(shù)據(jù),通常用它存放引導裝入程序。 半導體半導體存儲器存儲器RAMROMSRAMDRAM掩膜掩膜ROMPROMEPROMEEPROMFlash ROM14第三章:存儲器及其接口第三章:存儲器及其接口只讀存儲器只讀存儲器ROMROM 掩膜掩膜ROM 在出廠前由芯片廠在出廠前由芯片廠家將程序寫到家將程序寫到rom里,以后里,以后永遠不能修改。
10、永遠不能修改。 如圖是一個簡單的如圖是一個簡單的44位的位的MOS ROM存儲陣存儲陣列,兩位地址輸入,經(jīng)譯碼后,列,兩位地址輸入,經(jīng)譯碼后,輸出四條字選擇線,每條字選輸出四條字選擇線,每條字選擇線選中一個字,此時位線的擇線選中一個字,此時位線的輸出即為這個字的每一位。此輸出即為這個字的每一位。此時,若有管子與其相連(如位時,若有管子與其相連(如位線線1和位線和位線4),則相應的),則相應的MOS管就導通,輸出低電平,管就導通,輸出低電平,表示邏輯表示邏輯“0”;否則(如位;否則(如位線線2和位線和位線3)輸出高電平,)輸出高電平,表示邏輯表示邏輯“1”。(0110、0101、1010、000
11、0) 15第三章:存儲器及其接口第三章:存儲器及其接口只讀存儲器只讀存儲器ROMROM 可編程的可編程的ROM(Programmable-ROM,PROM) 掩模掩模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)固定下來了,這給使用者帶來了不便。為了解決這個矛盾,設計制經(jīng)固定下來了,這給使用者帶來了不便。為了解決這個矛盾,設計制造了一種可由用戶通過簡易設備寫入信息的造了一種可由用戶通過簡易設備寫入信息的ROM器件,即可編程的器件,即可編程的ROM,又稱為,又稱為PROM。 PROM 的類型有多種,如二極管破壞型的類型有多種,如二極管破壞型PRO
12、M存儲器,在出存儲器,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)的二極管的的PN結,字線與位線之間不導通,此時,意味著該存儲器中所有的存結,字線與位線之間不導通,此時,意味著該存儲器中所有的存儲內(nèi)容均為儲內(nèi)容均為“1”。如果用戶需要寫入程序,則要通過專門的。如果用戶需要寫入程序,則要通過專門的PROM寫寫入電路,產(chǎn)生足夠大的電流把要寫入入電路,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的那個存儲位上的二極管擊穿,造成這個穿,造成這個PN結短路,只剩下順向的二極管跨連字線和位線,這時,結短路,只剩下順向的二極管
13、跨連字線和位線,這時,此位此位 就意味著寫入了就意味著寫入了“1”。讀出的操作同掩模。讀出的操作同掩模ROM。 除此之外,還有一種熔絲式除此之外,還有一種熔絲式PROM,用戶編程時,靠專用寫入,用戶編程時,靠專用寫入電路產(chǎn)生脈沖電流,來燒斷指定的熔絲,以達到寫入電路產(chǎn)生脈沖電流,來燒斷指定的熔絲,以達到寫入“1”的目的。的目的。 對對PROM來講,這個寫入的過程稱之為固化程序。由于擊穿的來講,這個寫入的過程稱之為固化程序。由于擊穿的二極管不能再正常工作,燒斷后的熔絲不能再接上,所以這種二極管不能再正常工作,燒斷后的熔絲不能再接上,所以這種ROM器器件只能固化一次程序,數(shù)據(jù)寫入后,就不能再改變了
14、。件只能固化一次程序,數(shù)據(jù)寫入后,就不能再改變了。 16第三章:存儲器及其接口第三章:存儲器及其接口只讀存儲器只讀存儲器ROMROM可擦除可編程可擦除可編程ROM(Erasable Programmable ROM,EPROM) EPROM芯片有一個很明顯的特征,在其正面的陶瓷封裝上,芯片有一個很明顯的特征,在其正面的陶瓷封裝上,開有一個玻璃窗口,透過該窗口,可以看到其內(nèi)部的集成電路,紫外開有一個玻璃窗口,透過該窗口,可以看到其內(nèi)部的集成電路,紫外線透過該孔照射內(nèi)部芯片就可以擦除其內(nèi)的數(shù)據(jù),完成芯片擦除的操線透過該孔照射內(nèi)部芯片就可以擦除其內(nèi)的數(shù)據(jù),完成芯片擦除的操作要用到作要用到EPROM擦
15、除器。一般擦除信息需用紫外線照射擦除器。一般擦除信息需用紫外線照射l520分鐘分鐘。 17第三章:存儲器及其接口第三章:存儲器及其接口只讀存儲器只讀存儲器ROMROM電可擦除可編程電可擦除可編程ROM (Electronic Erasible Programmable ROM, EEPROM) EEPROM內(nèi)資料的寫入要用專用的編程器,并且往芯片中寫內(nèi)資料的寫入要用專用的編程器,并且往芯片中寫內(nèi)容時必須要加一定的編程電壓內(nèi)容時必須要加一定的編程電壓(1224V,隨不同的芯片型號而定,隨不同的芯片型號而定)。 EEPROM在寫入數(shù)據(jù)時,仍要利用一定的編程電壓,此時,只需用廠在寫入數(shù)據(jù)時,仍要利用
16、一定的編程電壓,此時,只需用廠商提供的專用刷新程序就可以輕而易舉地改寫內(nèi)容,所以,它屬于雙商提供的專用刷新程序就可以輕而易舉地改寫內(nèi)容,所以,它屬于雙電壓芯片。借助于電壓芯片。借助于EPROM芯片的雙電壓特性,可以使芯片的雙電壓特性,可以使BIOS具有良好具有良好的防毒功能,在升級時,把跳線開關打至的防毒功能,在升級時,把跳線開關打至“ON”的位置,即給芯片加的位置,即給芯片加上相應的編程電壓,就可以方便地升級;平時使用時,則把跳線開關上相應的編程電壓,就可以方便地升級;平時使用時,則把跳線開關打至打至“OFF”的位置,防止病毒對的位置,防止病毒對BIOS芯片的非法修改。芯片的非法修改。18第
17、三章:存儲器及其接口第三章:存儲器及其接口只讀存儲器只讀存儲器ROMROM 快擦型存儲器快擦型存儲器(Flash Memory) 快擦型存儲器是不用電池供電的、高速耐用的非易失性半導體快擦型存儲器是不用電池供電的、高速耐用的非易失性半導體存儲器,它以性能好、功耗低、體積小、重量輕等特點活躍于便攜機存儲器,它以性能好、功耗低、體積小、重量輕等特點活躍于便攜機存儲器市場。存儲器市場。 快擦型存儲器具有快擦型存儲器具有EEPROM的特點,可在計算機內(nèi)進行擦除的特點,可在計算機內(nèi)進行擦除和編程,它的讀取時間與和編程,它的讀取時間與DRAM相似,而寫時間與磁盤驅動器相當。相似,而寫時間與磁盤驅動器相當。
18、快擦型存儲器有快擦型存儲器有5V或或12V兩種供電方式。對于便攜機來講,用兩種供電方式。對于便攜機來講,用5V電電源更為合適。快擦型存儲器操作簡便,編程、擦除、校驗等工作均已源更為合適。快擦型存儲器操作簡便,編程、擦除、校驗等工作均已編成程序,可由配有快擦型存儲器系統(tǒng)的中央處理機予以控制。編成程序,可由配有快擦型存儲器系統(tǒng)的中央處理機予以控制。 快擦型存儲器可替代快擦型存儲器可替代EEPROM,在某些應用場合還可取代,在某些應用場合還可取代SRAM,尤其是對于需要配備電池后援的,尤其是對于需要配備電池后援的SRAM系統(tǒng),使用快擦型存系統(tǒng),使用快擦型存儲器后可省去電池??觳列痛鎯ζ鞯姆且资院涂?/p>
19、速讀取的特點,能儲器后可省去電池??觳列痛鎯ζ鞯姆且资院涂焖僮x取的特點,能滿足固態(tài)盤驅動器的要求,同時,可替代便攜機中的滿足固態(tài)盤驅動器的要求,同時,可替代便攜機中的ROM,以便隨時,以便隨時寫入最新版本的操作系統(tǒng)??觳列痛鎯ζ鬟€可應用于激光打印機、條寫入最新版本的操作系統(tǒng)??觳列痛鎯ζ鬟€可應用于激光打印機、條形碼閱讀器、各種儀器設備以及計算機的外部設備中。形碼閱讀器、各種儀器設備以及計算機的外部設備中。 19第三章:存儲器及其接口第三章:存儲器及其接口1. 概述概述2. 只讀存儲器只讀存儲器ROM3. 隨機存儲器隨機存儲器RAM4.4. 存儲器芯片的擴展及其與系統(tǒng)總線的連接存儲器芯片的擴展
20、及其與系統(tǒng)總線的連接5. 典型的半導體芯片舉例典型的半導體芯片舉例20第三章:存儲器及其接口第三章:存儲器及其接口隨機存儲器隨機存儲器RAMRAM隨機存儲器隨機存儲器( (Random Access Memory,RAM,RAM) ):在微機系統(tǒng)的工作在微機系統(tǒng)的工作過程中,可以隨機地對其中的各個存儲單元進行讀寫操作。過程中,可以隨機地對其中的各個存儲單元進行讀寫操作。 半導體半導體存儲器存儲器RAMROMSRAMDRAM掩膜掩膜ROMPROMEPROMEEPROMFlash ROM21第三章:存儲器及其接口第三章:存儲器及其接口隨機存儲器隨機存儲器RAMRAM 靜態(tài)隨機存儲器靜態(tài)隨機存儲器(
21、Static RAM,SRAM) SRAM其存儲電路是以雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器為基礎,只要不掉電,信其存儲電路是以雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器為基礎,只要不掉電,信息永不會丟失,不需要刷新電路。息永不會丟失,不需要刷新電路。SRAM的主要性能是:存取速度快、的主要性能是:存取速度快、功耗較大、容量較小。它一般適用于構成高速緩沖存儲器(功耗較大、容量較小。它一般適用于構成高速緩沖存儲器(Cache)。)。 VCC(+5V)T3T2T1T4VCCT3T1T4T2X地址譯碼線ABD0D0T5T6T7T8(I/O)I/O接Y地址譯碼器AB22第三章:存儲器及其接口第三章:存儲器及其接口隨機存儲器隨機存儲器RAMRAM 動態(tài)隨機
22、存儲器動態(tài)隨機存儲器(Dynamic RAM,DRAM) DRAM是依靠電容來存儲信息,電路簡單集成度高,但電容漏電,信息是依靠電容來存儲信息,電路簡單集成度高,但電容漏電,信息會丟失,故需要專用電路定期進行刷新。會丟失,故需要專用電路定期進行刷新。DRAM的主要性能是:容量大、功耗的主要性能是:容量大、功耗較小、速度較慢。它被廣泛地用作內(nèi)存貯器的芯片。較小、速度較慢。它被廣泛地用作內(nèi)存貯器的芯片。 23第三章:存儲器及其接口第三章:存儲器及其接口1. 概述概述2. 只讀存儲器只讀存儲器ROM3. 隨機存儲器隨機存儲器RAM4.4. 存儲器芯片的擴展及其與系統(tǒng)總線的連接存儲器芯片的擴展及其與系
23、統(tǒng)總線的連接5. 典型的半導體芯片舉例典型的半導體芯片舉例24第三章:存儲器及其接口第三章:存儲器及其接口存儲器芯片的擴展與連接存儲器芯片的擴展與連接 存儲器的系統(tǒng)結構存儲器的系統(tǒng)結構一般情況下,一個存儲器系統(tǒng)由以下幾部分組成。一般情況下,一個存儲器系統(tǒng)由以下幾部分組成。1.1. 基本存儲單元:基本存儲單元:一個基本存儲單元可以存放一位二進制信息,其內(nèi)部一個基本存儲單元可以存放一位二進制信息,其內(nèi)部具有兩個穩(wěn)定的且相互對立的狀態(tài),并能夠在外部對其狀態(tài)進行識別具有兩個穩(wěn)定的且相互對立的狀態(tài),并能夠在外部對其狀態(tài)進行識別和改變。不同類型的基本存儲單元,決定了由其所組成的存儲器件的和改變。不同類型的
24、基本存儲單元,決定了由其所組成的存儲器件的類型不同。類型不同。 2.2. 存儲體:存儲體:一個基本存儲單元只能保存一位二進制信息,若要存放一個基本存儲單元只能保存一位二進制信息,若要存放M MN N個二進制信息,就需要用個二進制信息,就需要用M MN N個基本存儲單元,它們按一定的規(guī)則排個基本存儲單元,它們按一定的規(guī)則排列起來,由這些基本存儲單元所構成的陣列稱為存儲體或存儲矩陣。列起來,由這些基本存儲單元所構成的陣列稱為存儲體或存儲矩陣。3.3. 地址譯碼器:地址譯碼器:由于存儲器系統(tǒng)是由許多存儲單元構成的,每個存儲單由于存儲器系統(tǒng)是由許多存儲單元構成的,每個存儲單元一般存放元一般存放8 8位
25、二進制信息,為了加以區(qū)分,我們必須首先為這些存儲位二進制信息,為了加以區(qū)分,我們必須首先為這些存儲單元編號,即分配給這些存儲單元不同的地址。地址譯碼器的作用就單元編號,即分配給這些存儲單元不同的地址。地址譯碼器的作用就是用來接受是用來接受CPUCPU送來的地址信號并對它進行譯碼,選擇與此地址碼相對送來的地址信號并對它進行譯碼,選擇與此地址碼相對應的存儲單元,以便對該單元進行讀應的存儲單元,以便對該單元進行讀/ /寫操作。存儲器地址譯碼有兩種寫操作。存儲器地址譯碼有兩種方式,通常稱為單譯碼與雙譯碼。方式,通常稱為單譯碼與雙譯碼。單譯碼:單譯碼:單譯碼方式又稱字結構,適用于小容量存儲器。單譯碼方式
26、又稱字結構,適用于小容量存儲器。雙譯碼:雙譯碼:雙譯碼結構中,將地址譯碼器分成兩部分,即行譯碼器雙譯碼結構中,將地址譯碼器分成兩部分,即行譯碼器( (又叫又叫X X譯碼器譯碼器) )和列譯碼器和列譯碼器( (又叫又叫Y Y譯碼器譯碼器) )。X X譯碼器輸出行地址選擇信號,譯碼器輸出行地址選擇信號,Y Y譯碼器輸出列地址選擇信號,行列選擇線交叉處即為所選中的單元。譯碼器輸出列地址選擇信號,行列選擇線交叉處即為所選中的單元。25第三章:存儲器及其接口第三章:存儲器及其接口存儲器芯片的擴展與連接存儲器芯片的擴展與連接 存儲器的系統(tǒng)結構存儲器的系統(tǒng)結構4.4. 片選與讀片選與讀/寫控制電路:寫控制電
27、路:片選信號用以實現(xiàn)芯片的選擇。對于一片選信號用以實現(xiàn)芯片的選擇。對于一個芯片來講,只有當片選信號有效時,才能對其進行讀個芯片來講,只有當片選信號有效時,才能對其進行讀/寫操作。寫操作。片選信號一般由地址譯碼器的輸出及一些控制信號來形成,而讀片選信號一般由地址譯碼器的輸出及一些控制信號來形成,而讀/寫控制電路則用來控制對芯片的讀寫控制電路則用來控制對芯片的讀/寫操作。寫操作。 5. I/O電路:電路:I/O電路位于系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線與被選中的存儲單元之間,電路位于系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線與被選中的存儲單元之間,用來控制信息的讀出與寫入,必要時,還可包含對用來控制信息的讀出與寫入,必要時,還可包含對I/O信號的驅
28、信號的驅動及放大處理功能。動及放大處理功能。 6. 集電極開路或三態(tài)輸出緩沖器:集電極開路或三態(tài)輸出緩沖器:為了擴充存儲器系統(tǒng)的容量,常為了擴充存儲器系統(tǒng)的容量,常常需要將幾片常需要將幾片RAM芯片的數(shù)據(jù)線并聯(lián)使用或與雙向的數(shù)據(jù)線相芯片的數(shù)據(jù)線并聯(lián)使用或與雙向的數(shù)據(jù)線相連,這就要用到集電極開路或三態(tài)輸出緩沖器。連,這就要用到集電極開路或三態(tài)輸出緩沖器。 7. 其它外圍電路:其它外圍電路:對不同類型的存儲器系統(tǒng),有時,還專門需要一對不同類型的存儲器系統(tǒng),有時,還專門需要一些特殊的外圍電路,如動態(tài)些特殊的外圍電路,如動態(tài)RAM中的預充電及刷新操作控制電中的預充電及刷新操作控制電路等,這也是存儲器系
29、統(tǒng)的重要組成部分。路等,這也是存儲器系統(tǒng)的重要組成部分。 26第三章:存儲器及其接口第三章:存儲器及其接口存儲器芯片的擴展與連接存儲器芯片的擴展與連接 存儲器的系統(tǒng)結構存儲器的系統(tǒng)結構CPU時序/控制控制信號控制信號存儲體MB讀寫驅動器MDR地址譯碼器MARN位數(shù)據(jù)總線M位地址總線27第三章:存儲器及其接口第三章:存儲器及其接口存儲器芯片的擴展與連接存儲器芯片的擴展與連接 存儲器的系統(tǒng)結構存儲器的系統(tǒng)結構3232=1024存儲單元驅動器X譯碼器地址反向器I/O電路Y譯碼器地址反向器控制電路輸出驅動12321232輸入輸出321231讀/寫選片1A0A2A3A4A5A6A7A8A9A321231
30、28第三章:存儲器及其接口第三章:存儲器及其接口存儲器芯片的擴展與連接存儲器芯片的擴展與連接 基本存儲器芯片模型基本存儲器芯片模型 在微型系統(tǒng)中,在微型系統(tǒng)中,CPU對存儲器進行讀寫操作,首先要由地址總對存儲器進行讀寫操作,首先要由地址總線給出地址信號,選擇要進行讀線給出地址信號,選擇要進行讀/寫操作的存儲單元,然后通過控制總寫操作的存儲單元,然后通過控制總線發(fā)出相應的讀線發(fā)出相應的讀/寫控制信號,最后才能在數(shù)據(jù)總線上進行數(shù)據(jù)交換。寫控制信號,最后才能在數(shù)據(jù)總線上進行數(shù)據(jù)交換。所以,存儲器芯片與所以,存儲器芯片與CPU之間的連接,實質(zhì)上就是其與系統(tǒng)總線的連之間的連接,實質(zhì)上就是其與系統(tǒng)總線的連
31、接,包括接,包括(1)地址線的連接;地址線的連接;(2)數(shù)據(jù)線的連接;數(shù)據(jù)線的連接;(3)控制線的連接??刂凭€的連接。29第三章:存儲器及其接口第三章:存儲器及其接口存儲器芯片的擴展與連接存儲器芯片的擴展與連接 基本存儲器芯片模型基本存儲器芯片模型 1. 地址線的位數(shù):地址線的位數(shù):從圖中可看出地址線的位數(shù)決定了芯片內(nèi)可尋址的單從圖中可看出地址線的位數(shù)決定了芯片內(nèi)可尋址的單元數(shù)目,如元數(shù)目,如Intel2114(1K4)有有10條地址線,則可尋址的單元數(shù)為條地址線,則可尋址的單元數(shù)為1024個;個;Intel2116(16K1)有有14條地址線,則可尋址的單元數(shù)條地址線,則可尋址的單元數(shù)為為1
32、6K個。個。2. 數(shù)據(jù)線的根數(shù):數(shù)據(jù)線的根數(shù):RAM芯片的數(shù)據(jù)線多數(shù)為芯片的數(shù)據(jù)線多數(shù)為1條,靜態(tài)條,靜態(tài)RAM芯片一般有芯片一般有4條和條和8條。若為條。若為1條數(shù)據(jù)線,則稱為位片存貯芯片;若有條數(shù)據(jù)線,則稱為位片存貯芯片;若有4條數(shù)據(jù)線,條數(shù)據(jù)線,則該芯片可作為數(shù)據(jù)的低則該芯片可作為數(shù)據(jù)的低4位或高位或高4位;若有位;若有8條數(shù)據(jù)線,則該芯片正條數(shù)據(jù)線,則該芯片正好作為一個字節(jié)數(shù),其引腳已指定相應數(shù)據(jù)位的名稱。好作為一個字節(jié)數(shù),其引腳已指定相應數(shù)據(jù)位的名稱。 3. 控制線:控制線:RAM芯片的控制引腳信號一般有:芯片選擇信號、讀芯片的控制引腳信號一般有:芯片選擇信號、讀/寫控寫控制信號,對
33、動態(tài)制信號,對動態(tài)RAM(DRAM)還有行、列地址選通信號。)還有行、列地址選通信號。 30第三章:存儲器及其接口第三章:存儲器及其接口存儲器芯片的擴展與連接存儲器芯片的擴展與連接 基本存儲器芯片模型基本存儲器芯片模型 存儲芯片型號存儲芯片型號 存儲容量存儲容量 地址線地址線數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線2101(1K1b)10241bA0A9D02114(1K4b)10244bA0A9D0D34118(1K8b) 10248b A0A9D0D76116(2K8b) 20488b A0A10D0D76232(4K8b)410248bA0A11 D0D76264(8K8b)810248bA0A12D0D76125
34、6(32K8b) 3210248b A0A14D0D72732(4K8b)410248bA0A11D0D731第三章:存儲器及其接口第三章:存儲器及其接口存儲器芯片的擴展與連接存儲器芯片的擴展與連接 存儲器芯片與存儲器芯片與CPU的連接的連接 在實際應用中,進行存儲器與在實際應用中,進行存儲器與CPUCPU的連接需要考慮以下幾的連接需要考慮以下幾個問題:個問題:CPUCPU的總線負載能力;的總線負載能力;CPUCPU與存儲器之間的速度匹配;與存儲器之間的速度匹配;存儲器地址分配和片選;控制信號的連接。存儲器地址分配和片選;控制信號的連接。(1)(1)控制線的連接:控制線的連接:即如何用即如何用
35、CPUCPU的存儲器讀寫信號同存儲器芯片的控的存儲器讀寫信號同存儲器芯片的控制信號線連接,以實現(xiàn)對存儲器的讀寫操作。制信號線連接,以實現(xiàn)對存儲器的讀寫操作。簡單系統(tǒng):簡單系統(tǒng):CPUCPU讀寫信號與存儲器芯片的讀寫信號直接相連。讀寫信號與存儲器芯片的讀寫信號直接相連。復雜系統(tǒng):復雜系統(tǒng):CPUCPU讀寫信號和其它信號組合后與存儲器芯片的讀寫信讀寫信號和其它信號組合后與存儲器芯片的讀寫信號直接相連。號直接相連。 CPUCPU讀信號最終和存儲器的讀信號相連,讀信號最終和存儲器的讀信號相連,CPUCPU寫信號最終和存寫信號最終和存儲器的寫信號相連。儲器的寫信號相連。32第三章:存儲器及其接口第三章:
36、存儲器及其接口存儲器芯片的擴展與連接存儲器芯片的擴展與連接 存儲器芯片與存儲器芯片與CPU的連接的連接(2) 數(shù)據(jù)線的連接:數(shù)據(jù)線的連接:若一個芯片內(nèi)的存儲單元是若一個芯片內(nèi)的存儲單元是8位,則它自身就作位,則它自身就作為一組,其引腳為一組,其引腳D0D7可以和系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線可以和系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線D0D7或或D8D15直接相連。若一組芯片直接相連。若一組芯片(4個或個或8個個)才能組成才能組成8位存儲單元的結構,位存儲單元的結構,則組內(nèi)不同芯片應與不同的數(shù)據(jù)總線相連。則組內(nèi)不同芯片應與不同的數(shù)據(jù)總線相連。 61168088D7D0I/O8I/O12164(0)8088D7D0DIN(DOUT)216
37、4(6)DIN(DOUT)2164(7)DIN(DOUT)D633第三章:存儲器及其接口第三章:存儲器及其接口存儲器芯片的擴展與連接存儲器芯片的擴展與連接 存儲器芯片與存儲器芯片與CPU的連接的連接存儲器芯片分組存儲器芯片分組位擴展位擴展(加大字長加大字長) 例例 用用8個個16K1bit芯片組成芯片組成16K8bit的存儲器。的存儲器。A0A13D0D1D2D716K1CSCSCSCSWEWEWEWE16K1D0D1D2D734第三章:存儲器及其接口第三章:存儲器及其接口存儲器芯片的擴展與連接存儲器芯片的擴展與連接 存儲器芯片與存儲器芯片與CPU的連接的連接(3) 地址線的連接:地址線的連接
38、:將用以將用以“字選字選”的低位地址總線直接與存貯芯的低位地址總線直接與存貯芯片的地址引腳相連,將用以片的地址引腳相連,將用以“片選片選”的高位地址總線送入譯碼器。的高位地址總線送入譯碼器。 可以根據(jù)所選用的半導體存儲器芯片地址線的多少,把可以根據(jù)所選用的半導體存儲器芯片地址線的多少,把CPUCPU的地址線分為芯片的地址線分為芯片外外( (指存儲器芯片指存儲器芯片) )地址和芯片內(nèi)的地址,地址和芯片內(nèi)的地址,片外地址經(jīng)地址譯碼器譯碼后輸出片外地址經(jīng)地址譯碼器譯碼后輸出。作。作為存儲器芯片的片選信號,用來選中為存儲器芯片的片選信號,用來選中CPUCPU所要訪問的存儲器芯片。所要訪問的存儲器芯片。
39、片內(nèi)地址線片內(nèi)地址線直接接到所要訪問的存儲器芯片的地址引腳直接接到所要訪問的存儲器芯片的地址引腳,用來直接選中該芯片中的一個存儲,用來直接選中該芯片中的一個存儲單元。對單元。對4 4K K 8b8b的的27322732而言,片外地址線為而言,片外地址線為A A1919A A1212,片內(nèi)地址線為片內(nèi)地址線為A A1111A A0 0;對對2 2K K 8b8b的的61166116而言,片外地址線為而言,片外地址線為A A1919A A1111,片內(nèi)地址線為,片內(nèi)地址線為A A1010A A0 0。27328086譯碼器A19A12A11A0A11A061168086譯碼器A19A11A10A0
40、A10A035第三章:存儲器及其接口第三章:存儲器及其接口存儲器芯片的擴展與連接存儲器芯片的擴展與連接 存儲器芯片與存儲器芯片與CPU的連接的連接字擴展字擴展(擴大地址擴大地址) CSWECSWECSWECSWE16K416K416K416K4A0A13WED0D1D2D3譯碼器譯碼器A14A15123D0 D3D0 D3D0 D3D0 D336第三章:存儲器及其接口第三章:存儲器及其接口存儲器芯片的擴展與連接存儲器芯片的擴展與連接 存儲器芯片與存儲器芯片與CPU的連接的連接 組成一個存儲系統(tǒng)通常是由多個存儲芯片組成。組成一個存儲系統(tǒng)通常是由多個存儲芯片組成。CPUCPU每次訪每次訪問內(nèi)存只能
41、對一個存儲單元進行讀或寫,這個單元位于某個芯片問內(nèi)存只能對一個存儲單元進行讀或寫,這個單元位于某個芯片中或一組芯片中。因此,首先要找到這個或這組芯片,這就是所中或一組芯片中。因此,首先要找到這個或這組芯片,這就是所謂的片選問題。換句話說,就是每當謂的片選問題。換句話說,就是每當CPUCPU訪問內(nèi)存,如何產(chǎn)生相應訪問內(nèi)存,如何產(chǎn)生相應芯片的片選信號。指定一個存貯單元是由芯片的片選信號。指定一個存貯單元是由CPUCPU給出的地址來決定的,給出的地址來決定的,硬件尋址的方法是將地址總線分成兩部分。一部分直接送入芯片硬件尋址的方法是將地址總線分成兩部分。一部分直接送入芯片進行進行“片內(nèi)地址譯碼片內(nèi)地址
42、譯碼”,確定片內(nèi)單元的位置;另一部分送入譯,確定片內(nèi)單元的位置;另一部分送入譯碼器進行碼器進行“片外地址譯碼片外地址譯碼”產(chǎn)生片選信號。產(chǎn)生片選信號。 通常我們有三種片選方法:通常我們有三種片選方法:線選法、全譯碼法、部分譯碼法線選法、全譯碼法、部分譯碼法。 37第三章:存儲器及其接口第三章:存儲器及其接口存儲器芯片的擴展與連接存儲器芯片的擴展與連接 存儲器芯片與存儲器芯片與CPU的連接的連接線選法線選法 在剩余的高位地址總線中,任選一位作為片選信號直接與在剩余的高位地址總線中,任選一位作為片選信號直接與存貯芯片的存貯芯片的CS引腳相連,這種方式就稱為線選法。其特點是無需引腳相連,這種方式就稱
43、為線選法。其特點是無需譯碼器,但有較多的地址重疊區(qū)。該方法適用于存儲器容量不大,譯碼器,但有較多的地址重疊區(qū)。該方法適用于存儲器容量不大,所使用的存儲芯片數(shù)量不多,而所使用的存儲芯片數(shù)量不多,而CPU尋址空間遠遠大于存儲器容尋址空間遠遠大于存儲器容量。量。(1)1KBCS(2)1KBCS(3)1KBCS(4)1KBCSA10A11A13A11A0A938第三章:存儲器及其接口第三章:存儲器及其接口存儲器芯片的擴展與連接存儲器芯片的擴展與連接 存儲器芯片與存儲器芯片與CPU的連接的連接線選法線選法 例例5-1:用:用5片片Intel6116(2K8)組成組成10K8位的存儲器位的存儲器系統(tǒng)。求每
44、塊芯片的地址范圍。系統(tǒng)。求每塊芯片的地址范圍。RAM2KBRAM2KBRAM2KBCSCSCSCSCSA11A12A13A14A15D0-D7A0-A10(3)(4)(5)RAM2KBRAM2KB(1)(2)39第三章:存儲器及其接口第三章:存儲器及其接口存儲器芯片的擴展與連接存儲器芯片的擴展與連接 存儲器芯片與存儲器芯片與CPU的連接的連接線選法線選法A15 A14 A13 A 12 A11 A10-A0 地 址范圍 0 1 1 1 1 0 0 7800H 0 1 1 1 1 1 1 7FFFH 1 0 1 1 1 0 0 B800H 1 0 1 1 1 1 1 BFFFH 1 1 0 1
45、1 0 0 C800H 1 1 0 1 1 1 1 CFFFH 1 1 1 0 1 0 0 E800H 1 1 1 0 1 1 1 EFFFH 1 1 1 1 0 0 0 F000H 1 1 1 1 0 1 1 F7FFH存儲器存儲器5地址范圍地址范圍存儲器存儲器4地址范圍地址范圍存儲器存儲器3地址范圍地址范圍存儲器存儲器2地址范圍地址范圍存儲器存儲器1地址范圍地址范圍40第三章:存儲器及其接口第三章:存儲器及其接口存儲器芯片的擴展與連接存儲器芯片的擴展與連接 存儲器芯片與存儲器芯片與CPU的連接的連接線選法線選法A19 A18 A17 A16 A15 A14 A13 A 12 A11 A10
46、-A0 地 址范圍? 0 1 1 1 1 0 0 ?7800H? 0 1 1 1 1 1 1 ?7FFFH ? 1 0 1 1 1 0 0 ?B800H? 1 0 1 1 1 1 1 ?BFFFH ? 1 1 0 1 1 0 0 ?C800H? 1 1 0 1 1 1 1 ?CFFFH? 1 1 1 0 1 0 0 ?E800H? 1 1 1 0 1 1 1 ?EFFFH ? 1 1 1 1 0 0 0 ?F000H? 1 1 1 1 0 1 1 ?F7FFH41第三章:存儲器及其接口第三章:存儲器及其接口存儲器芯片的擴展與連接存儲器芯片的擴展與連接 存儲器芯片與存儲器芯片與CPU的連接的連接
47、全譯碼法全譯碼法 除去與存儲芯片直接相連的低位地址總線之外,將剩余的地址總線全部除去與存儲芯片直接相連的低位地址總線之外,將剩余的地址總線全部送入送入“片外地址譯碼器片外地址譯碼器”中進行譯碼的方法就稱為全譯碼法。其特點是物理地址中進行譯碼的方法就稱為全譯碼法。其特點是物理地址與實際存儲單元一一對應,但譯碼電路復雜。與實際存儲單元一一對應,但譯碼電路復雜。 8KB(2)CS8KB(1)CS 8KB(8)CS 3-8譯碼器A0A12A13A15Y0Y1Y742第三章:存儲器及其接口第三章:存儲器及其接口存儲器芯片的擴展與連接存儲器芯片的擴展與連接 存儲器芯片與存儲器芯片與CPU的連接的連接全譯碼
48、法全譯碼法 例例5-2:用:用16片片Intel6232(4K8)組成組成64K8位的存儲器位的存儲器系統(tǒng)。求每塊芯片的地址范圍。系統(tǒng)。求每塊芯片的地址范圍。4KB (1)4KB (2)4KB (16)譯譯碼碼器器CSCSCSY0Y1Y15A15-A12.43第三章:存儲器及其接口第三章:存儲器及其接口存儲器芯片的擴展與連接存儲器芯片的擴展與連接 存儲器芯片與存儲器芯片與CPU的連接的連接全譯碼法全譯碼法A15 A14 A13 A 12 A11 A10-A0 地地 址范圍址范圍 0 0 0 0 0 0 0 Y1 0000H-0FFFH 0 0 0 1 0 0 0 Y2 1000H-1FFFH
49、0 0 1 0 0 0 0 Y3 2000H-2FFFH 1 1 0 1 0 0 0 Y14 D000H-DFFFH 1 1 1 0 0 0 0 Y15 E000H-EFFFH 1 1 1 1 0 0 0 Y16 F000H-FFFFH 存儲器存儲器1地址范圍地址范圍存儲器存儲器2地址范圍地址范圍存儲器存儲器3地址范圍地址范圍存儲器存儲器14地址范圍地址范圍存儲器存儲器15地址范圍地址范圍存儲器存儲器16地址范圍地址范圍44第三章:存儲器及其接口第三章:存儲器及其接口存儲器芯片的擴展與連接存儲器芯片的擴展與連接 存儲器芯片與存儲器芯片與CPU的連接的連接部分譯碼法部分譯碼法 除去與存儲芯片直接
50、相連的低位地址總線之外,剩余的部分不是全部參除去與存儲芯片直接相連的低位地址總線之外,剩余的部分不是全部參與譯碼的方法就稱為部分譯碼。其特點是譯碼電路比較簡單,但出現(xiàn)與譯碼的方法就稱為部分譯碼。其特點是譯碼電路比較簡單,但出現(xiàn)“地址重疊地址重疊區(qū)區(qū)”,一個存貯單元可以由多個地址對應。,一個存貯單元可以由多個地址對應。 45第三章:存儲器及其接口第三章:存儲器及其接口存儲器芯片的擴展與連接存儲器芯片的擴展與連接 存儲器芯片與存儲器芯片與CPU的連接的連接部分譯碼法部分譯碼法 例例5-3:用:用8片片Intel6116(2K8)組成組成16K8位的存儲器系位的存儲器系統(tǒng)。求每塊芯片的地址范圍。統(tǒng)。
51、求每塊芯片的地址范圍。2KB (1)2KB (2)2KB (8)譯譯碼碼器器CSCSCSY0Y1Y7A0-A10地址總線數(shù)據(jù)總線D0-D7A15-A11中任三根.46第三章:存儲器及其接口第三章:存儲器及其接口存儲器芯片的擴展與連接存儲器芯片的擴展與連接 存儲器芯片與存儲器芯片與CPU的連接的連接地址譯碼器地址譯碼器 將將CPU與存儲器連接時,首先根據(jù)系統(tǒng)要求,確定存儲器芯片地址范圍,與存儲器連接時,首先根據(jù)系統(tǒng)要求,確定存儲器芯片地址范圍,然后進行地址譯碼,譯碼輸出送給存儲器的片選引腳然后進行地址譯碼,譯碼輸出送給存儲器的片選引腳CS。能夠進行地址譯碼功能夠進行地址譯碼功能的部件叫做地址譯碼
52、器。常見的地址譯碼器如能的部件叫做地址譯碼器。常見的地址譯碼器如74LS138電路。電路。47第三章:存儲器及其接口第三章:存儲器及其接口存儲器芯片的擴展與連接存儲器芯片的擴展與連接 存儲器芯片與存儲器芯片與CPU的連接的連接地址譯碼器地址譯碼器 如圖給出了該譯碼器的引腳和譯碼如圖給出了該譯碼器的引腳和譯碼邏輯框圖。由圖可看到,譯碼器邏輯框圖。由圖可看到,譯碼器74LS138的工作條件是控制端的工作條件是控制端G1=1,G2A*=0,G2B*=0,譯碼輸入端為譯碼輸入端為C、B、A,故輸出有八種狀故輸出有八種狀態(tài),因規(guī)定態(tài),因規(guī)定CS*低電平選中存儲器,故譯碼低電平選中存儲器,故譯碼器輸出也是
53、低電平有效。當不滿足編譯條件器輸出也是低電平有效。當不滿足編譯條件時,時,74LS138輸出全為高電平,相當于譯碼輸出全為高電平,相當于譯碼器未工作。器未工作。74LS138的真值表如下表。的真值表如下表。0Y0Y2Y3Y4Y5Y0Y7YCA2GB2GBA1G48第三章:存儲器及其接口第三章:存儲器及其接口存儲器芯片的擴展與連接存儲器芯片的擴展與連接 存儲器芯片與存儲器芯片與CPU的連接的連接地址譯碼器地址譯碼器2Y3Y4Y5Y6Y7Y0Y G1 C B A譯碼輸出1 0 00 0 0=0,其余為11 0 00 0 1=0,其余為11 0 00 1 0=0,其余為11 0 00 1 1=0,其
54、余為11 0 01 0 0=0,其余為11 0 01 0 1=0,其余為11 0 01 1 0=0,其余為11 0 01 1 1=0,其余為1不是上述情況 全為17Y0Y1YAG2BG249第三章:存儲器及其接口第三章:存儲器及其接口1. 概述概述2. 只讀存儲器只讀存儲器ROM3. 隨機存儲器隨機存儲器RAM4.4. 存儲器芯片的擴展及其與系統(tǒng)總線的連接存儲器芯片的擴展及其與系統(tǒng)總線的連接5. 典型的半導體芯片舉例典型的半導體芯片舉例50第三章:存儲器及其接口第三章:存儲器及其接口典型的半導體芯片舉例典型的半導體芯片舉例 SRAM芯片芯片HM6116 6116芯片的容量為芯片的容量為2 K8
55、 bit,有有2048個存儲單元,需個存儲單元,需11根地址線,根地址線,7根用于行地址譯碼輸入,根用于行地址譯碼輸入,4根用于列譯碼地址輸入,每條列線控制根用于列譯碼地址輸入,每條列線控制8位,從而位,從而形成了形成了128128個存儲陣列,即個存儲陣列,即16 384個存儲體。個存儲體。6116的控制線有三條,的控制線有三條,片選片選CS、輸出允許輸出允許OE和讀寫控制和讀寫控制WE。A71A62A53A44A35A26A17A08D09D110D211GND12242322212019181716151413VCCA8A9WEOEA10CSD7D6D5D4D3行譯碼128128存儲矩陣A
56、10A4列I/O列譯碼輸入數(shù)據(jù)控制邏輯D7D0CSWEOEA3A051第三章:存儲器及其接口第三章:存儲器及其接口典型的半導體芯片舉例典型的半導體芯片舉例 SRAM芯片芯片HM6116 Intel 6116存儲器芯片的工作過程如下:存儲器芯片的工作過程如下: 讀出時,地址輸入線讀出時,地址輸入線A10A0送來的地址信號經(jīng)地址譯碼送來的地址信號經(jīng)地址譯碼器送到行、列地址譯碼器,經(jīng)譯碼后選中一個存儲單元器送到行、列地址譯碼器,經(jīng)譯碼后選中一個存儲單元(其中有其中有8個存儲位個存儲位),由,由CS、OE、WE構成讀出邏輯構成讀出邏輯(CS=0,OE=0,WE=1),打開右面的打開右面的8個三態(tài)門,被
57、選中單元的個三態(tài)門,被選中單元的8位數(shù)據(jù)經(jīng)位數(shù)據(jù)經(jīng)I/O電電路和三態(tài)門送到路和三態(tài)門送到D7D0輸出。寫入時,地址選中某一存儲單元的輸出。寫入時,地址選中某一存儲單元的方法和讀出時相同,不過這時方法和讀出時相同,不過這時CS=0,OE=1,WE=0,打開左邊打開左邊的三態(tài)門,從的三態(tài)門,從D7D0端輸入的數(shù)據(jù)經(jīng)三態(tài)門和輸入數(shù)據(jù)控制電路端輸入的數(shù)據(jù)經(jīng)三態(tài)門和輸入數(shù)據(jù)控制電路送到送到I/O電路,從而寫到存儲單元的電路,從而寫到存儲單元的8個存儲位中。當沒有讀寫操個存儲位中。當沒有讀寫操作時,作時,CS=1,即片選處于無效狀態(tài),輸入輸出三態(tài)門至高阻狀即片選處于無效狀態(tài),輸入輸出三態(tài)門至高阻狀態(tài),從而
58、使存儲器芯片與系統(tǒng)總線態(tài),從而使存儲器芯片與系統(tǒng)總線“脫離脫離”。6116的存取時間的存取時間在在85150 ns之間。之間。52第三章:存儲器及其接口第三章:存儲器及其接口典型的半導體芯片舉例典型的半導體芯片舉例 DRAM芯片芯片2164A7A0RASCASDINDOUTWE12345678NCDINWERASA0A2A1VDD161514131211109A7A5A4A3A6DOUTCASVSSCASRASWEA7A0VDDVSS地址輸入列地址選通行地址選通寫允許5V地53第三章:存儲器及其接口第三章:存儲器及其接口典型的半導體芯片舉例典型的半導體芯片舉例 DRAM芯片芯片2164 DRA
59、M芯片芯片2164A的容量為的容量為64 K1 bit,即片內(nèi)即片內(nèi)有有65 536個存儲單元,每個單元只有個存儲單元,每個單元只有1位數(shù)據(jù),用位數(shù)據(jù),用8片片2164A才能構成才能構成64 KB的存儲器。若想在的存儲器。若想在2164A芯片內(nèi)芯片內(nèi)尋址尋址64 K個單元,必須用個單元,必須用16條地址線。但為減少地址線引條地址線。但為減少地址線引腳數(shù)目,地址線又分為行地址線和列地址線,而且分時工作,腳數(shù)目,地址線又分為行地址線和列地址線,而且分時工作,這樣這樣DRAM對外部只需引出對外部只需引出8條地址線。芯片內(nèi)部有地址鎖條地址線。芯片內(nèi)部有地址鎖存器,利用多路開關,由行地址選通信號存器,利
60、用多路開關,由行地址選通信號RAS(Row Address Strobe),把先送來的把先送來的8位地址送至行地址鎖存器,位地址送至行地址鎖存器,由隨后出現(xiàn)的列地址選通信號由隨后出現(xiàn)的列地址選通信號CAS(Column Address Strobe)把后送來的把后送來的8位地址送至列地址鎖存器,這位地址送至列地址鎖存器,這8條地址條地址線也用手刷新,刷新時一次選中一行,線也用手刷新,刷新時一次選中一行,2 ms內(nèi)全部刷新一內(nèi)全部刷新一次。次。Intel 2164A的內(nèi)部結構示意圖如圖所示。的內(nèi)部結構示意圖如圖所示。54第三章:存儲器及其接口第三章:存儲器及其接口典型的半導體芯片舉例典型的半導體
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