第五章存儲(chǔ)器系統(tǒng)

1、第第5 5章章存儲(chǔ)器系統(tǒng)存儲(chǔ)器系統(tǒng)第第5 5章：存儲(chǔ)器系統(tǒng)章：存儲(chǔ)器系統(tǒng)主要內(nèi)容n存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器件存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器件 n存儲(chǔ)器芯片的擴(kuò)展及其與系統(tǒng)總線的連接存儲(chǔ)器芯片的擴(kuò)展及其與系統(tǒng)總線的連接n微機(jī)系統(tǒng)中存儲(chǔ)器的體系結(jié)構(gòu)微機(jī)系統(tǒng)中存儲(chǔ)器的體系結(jié)構(gòu) n高速緩沖存儲(chǔ)器高速緩沖存儲(chǔ)器Cache 5.1 存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器件存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器件存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)是計(jì)算機(jī)( (包括微機(jī)包括微機(jī)) )硬件系統(tǒng)的重要硬件系統(tǒng)的重要組成部分，有了存儲(chǔ)器，計(jì)算機(jī)才具有組成部分，有了存儲(chǔ)器，計(jì)算機(jī)才具有“記記憶憶”功能，才能把程序及數(shù)據(jù)的代碼功能，才能把程序及數(shù)據(jù)的代碼保存保存起起來(lái)，才能使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)脫離人的干預(yù)，而來(lái)，

2、才能使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)脫離人的干預(yù)，而自自動(dòng)動(dòng)完成信息處理的功能。完成信息處理的功能。 程序的自動(dòng)運(yùn)行程序的自動(dòng)運(yùn)行5.1 存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器件存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器件存儲(chǔ)器系統(tǒng)的三項(xiàng)主要性能指標(biāo)存儲(chǔ)器系統(tǒng)的三項(xiàng)主要性能指標(biāo) : :存儲(chǔ)存儲(chǔ)容量容量是存儲(chǔ)器系統(tǒng)的首要性能指標(biāo)，因?yàn)槭谴鎯?chǔ)器系統(tǒng)的首要性能指標(biāo)，因?yàn)榇鎯?chǔ)容量越大，則系統(tǒng)能夠保存的信息量就越存儲(chǔ)容量越大，則系統(tǒng)能夠保存的信息量就越多，相應(yīng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的功能就越強(qiáng)；多，相應(yīng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的功能就越強(qiáng)；存儲(chǔ)器的存取存儲(chǔ)器的存取速度速度直接決定了整個(gè)微機(jī)系統(tǒng)的直接決定了整個(gè)微機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行速度，因此，存取速度也是存儲(chǔ)器系統(tǒng)的運(yùn)行速度，因此，存取速度也是存儲(chǔ)器系統(tǒng)的重

3、要的性能指標(biāo)；重要的性能指標(biāo)；存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)器的成本成本也是存儲(chǔ)器系統(tǒng)的重要性能指標(biāo)。也是存儲(chǔ)器系統(tǒng)的重要性能指標(biāo)。為了在存儲(chǔ)器系統(tǒng)中兼顧以上三個(gè)方面的指為了在存儲(chǔ)器系統(tǒng)中兼顧以上三個(gè)方面的指標(biāo)，目前在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中通常采用三級(jí)存儲(chǔ)標(biāo)，目前在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中通常采用三級(jí)存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)，即使用高速緩沖存儲(chǔ)器、主存儲(chǔ)器器結(jié)構(gòu)，即使用高速緩沖存儲(chǔ)器、主存儲(chǔ)器和輔助存儲(chǔ)器，由這三者構(gòu)成一個(gè)統(tǒng)一的存和輔助存儲(chǔ)器，由這三者構(gòu)成一個(gè)統(tǒng)一的存儲(chǔ)系統(tǒng)。從整體看，其速度接近高速緩存的儲(chǔ)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，而其成本則速度，其容量接近輔存的容量，而其成本則接近廉價(jià)慢速的輔存平均價(jià)格。接

4、近廉價(jià)慢速的輔存平均價(jià)格。也就是說(shuō)，也就是說(shuō)，采用了一種層次化的體系結(jié)構(gòu)。采用了一種層次化的體系結(jié)構(gòu)。 5.1 存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器件存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器件一一存儲(chǔ)器的分類存儲(chǔ)器的分類1. 按構(gòu)成存儲(chǔ)器的器件和存儲(chǔ)介質(zhì)分類按構(gòu)成存儲(chǔ)器的器件和存儲(chǔ)介質(zhì)分類 主要可分為：磁芯存儲(chǔ)器、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、光主要可分為：磁芯存儲(chǔ)器、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、光電存儲(chǔ)器、磁膜、磁泡和其它磁表面存儲(chǔ)器以電存儲(chǔ)器、磁膜、磁泡和其它磁表面存儲(chǔ)器以及光盤(pán)存儲(chǔ)器等。及光盤(pán)存儲(chǔ)器等。2. 按制造工藝按制造工藝雙極型：雙極型：速度快速度快、集成度低、功耗大、集成度低、功耗大MOS型：速度慢、集成度高、型：速度慢、集成度高、功耗低功耗低5.1 存儲(chǔ)

5、器和存儲(chǔ)器件存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器件3. 按使用屬性（存取方式）按使用屬性（存取方式）隨機(jī)存取存儲(chǔ)器隨機(jī)存取存儲(chǔ)器RAM（Random Access Memory）：）： 又稱讀寫(xiě)存儲(chǔ)器，指能夠通過(guò)指令隨機(jī)又稱讀寫(xiě)存儲(chǔ)器，指能夠通過(guò)指令隨機(jī)地、個(gè)別地對(duì)其中各個(gè)單元進(jìn)行讀地、個(gè)別地對(duì)其中各個(gè)單元進(jìn)行讀/ /寫(xiě)操作寫(xiě)操作的一類存儲(chǔ)器。的一類存儲(chǔ)器?？勺x可寫(xiě)、斷電丟失可讀可寫(xiě)、斷電丟失。 按照存放信息原理的不同，隨機(jī)存儲(chǔ)器按照存放信息原理的不同，隨機(jī)存儲(chǔ)器又可分為兩種：又可分為兩種： 靜態(tài)靜態(tài)：雙穩(wěn)態(tài)元件雙穩(wěn)態(tài)元件，不斷電不丟失；不斷電不丟失； 動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)：極間電容，需要刷新。：極間電容，需要刷新。5.1 存

6、儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器件存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器件只讀存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器ROM（Read-Only Memory）：）： 在微機(jī)系統(tǒng)的在線運(yùn)行過(guò)程中，只能對(duì)其在微機(jī)系統(tǒng)的在線運(yùn)行過(guò)程中，只能對(duì)其進(jìn)行讀操作，而不能進(jìn)行寫(xiě)操作的一類存儲(chǔ)器。進(jìn)行讀操作，而不能進(jìn)行寫(xiě)操作的一類存儲(chǔ)器。 ROMROM通常用來(lái)存放固定不變的程序、漢字字通常用來(lái)存放固定不變的程序、漢字字型庫(kù)、字符及圖形符號(hào)等。型庫(kù)、字符及圖形符號(hào)等。正常只讀、斷電不正常只讀、斷電不丟失。丟失。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，只讀存儲(chǔ)器也隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，只讀存儲(chǔ)器也出現(xiàn)了不同的種類。出現(xiàn)了不同的種類。 5.1 存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器件存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器件4. 按在微機(jī)系統(tǒng)中位置

7、分類按在微機(jī)系統(tǒng)中位置分類主存儲(chǔ)器：主存儲(chǔ)器：又稱為系統(tǒng)的主存或者內(nèi)存，位于又稱為系統(tǒng)的主存或者內(nèi)存，位于系統(tǒng)主機(jī)的內(nèi)部，系統(tǒng)主機(jī)的內(nèi)部，CPUCPU可以直接對(duì)其中的單元可以直接對(duì)其中的單元進(jìn)行讀進(jìn)行讀/ /寫(xiě)操作；寫(xiě)操作；輔存存儲(chǔ)器：輔存存儲(chǔ)器：又稱外存，位于系統(tǒng)主機(jī)的外部，又稱外存，位于系統(tǒng)主機(jī)的外部，CPUCPU對(duì)其進(jìn)行的存對(duì)其進(jìn)行的存/ /取操作，必須通過(guò)內(nèi)存才能取操作，必須通過(guò)內(nèi)存才能進(jìn)行；進(jìn)行；緩沖存儲(chǔ)器：緩沖存儲(chǔ)器：位于主存與位于主存與CPUCPU之間，其存取速之間，其存取速度非?？?，但存儲(chǔ)容量更小，可用來(lái)解決存取度非?？?，但存儲(chǔ)容量更小，可用來(lái)解決存取速度與存儲(chǔ)容量之間的矛盾，

8、提高整個(gè)系統(tǒng)的速度與存儲(chǔ)容量之間的矛盾，提高整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行速度。運(yùn)行速度。 詳細(xì)分類，請(qǐng)看圖示5.1 ：圖圖5.1 存儲(chǔ)器的分類存儲(chǔ)器的分類主存儲(chǔ)器主存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器 （ROM）隨機(jī)存儲(chǔ)器隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）靜態(tài)靜態(tài)RAM（SRAM）動(dòng)態(tài)動(dòng)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）快擦型存儲(chǔ)器快擦型存儲(chǔ)器輔助存儲(chǔ)器輔助存儲(chǔ)器磁盤(pán)磁盤(pán)磁帶磁帶光盤(pán)光盤(pán)緩沖存儲(chǔ)器緩沖存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器5.1 存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器件存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)

9、器件除采用磁、光原除采用磁、光原理的輔存外，其理的輔存外，其它存儲(chǔ)器主要都它存儲(chǔ)器主要都是采用半導(dǎo)體存是采用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器儲(chǔ)器本章介紹采用半本章介紹采用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器及其導(dǎo)體存儲(chǔ)器及其組成主存的方法組成主存的方法CPUCACHE主存（內(nèi)存）主存（內(nèi)存）輔存（外存）輔存（外存）5.1 存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器件存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器件二二. 選擇存儲(chǔ)器要考慮的因素選擇存儲(chǔ)器要考慮的因素易失性易失性只讀性只讀性存儲(chǔ)容量存儲(chǔ)容量速度速度功耗功耗可靠性可靠性價(jià)格價(jià)格5.1 存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器件存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器件地地址址寄寄存存地地址址譯譯碼碼存儲(chǔ)體存儲(chǔ)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(xiě)寫(xiě)電電路路DBOE WE CS三、

10、三、 存儲(chǔ)器的基本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)器的基本系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 5.1 存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器件存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器件1基本存儲(chǔ)單元基本存儲(chǔ)單元一個(gè)基本存儲(chǔ)單元可以存放一位二進(jìn)制信息，一個(gè)基本存儲(chǔ)單元可以存放一位二進(jìn)制信息，其內(nèi)部具有兩個(gè)穩(wěn)定的且相互對(duì)立的狀態(tài)，并其內(nèi)部具有兩個(gè)穩(wěn)定的且相互對(duì)立的狀態(tài)，并能夠在外部對(duì)其狀態(tài)進(jìn)行識(shí)別和改變。不同類能夠在外部對(duì)其狀態(tài)進(jìn)行識(shí)別和改變。不同類型的基本存儲(chǔ)單元，決定了由其所組成的存儲(chǔ)型的基本存儲(chǔ)單元，決定了由其所組成的存儲(chǔ)器件的類型不同。器件的類型不同。2存儲(chǔ)體存儲(chǔ)體一個(gè)基本存儲(chǔ)單元只能保存一位二進(jìn)制信息，一個(gè)基本存儲(chǔ)單元只能保存一位二進(jìn)制信息，若要存放若要存放MN個(gè)二進(jìn)制信息，就需要

11、用個(gè)二進(jìn)制信息，就需要用MN個(gè)基本存儲(chǔ)單元，它們按一定的規(guī)則排列起來(lái)，個(gè)基本存儲(chǔ)單元，它們按一定的規(guī)則排列起來(lái)，由這些基本存儲(chǔ)單元所構(gòu)成的陣列稱為存儲(chǔ)體由這些基本存儲(chǔ)單元所構(gòu)成的陣列稱為存儲(chǔ)體或存儲(chǔ)矩陣。（比如或存儲(chǔ)矩陣。（比如1K4） 5.1 存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器件存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器件3地址譯碼電路地址譯碼電路由于存儲(chǔ)器系統(tǒng)是由許多存儲(chǔ)單元構(gòu)成的，每由于存儲(chǔ)器系統(tǒng)是由許多存儲(chǔ)單元構(gòu)成的，每個(gè)存儲(chǔ)單元一般存放個(gè)存儲(chǔ)單元一般存放8位二進(jìn)制信息，為了加位二進(jìn)制信息，為了加以區(qū)分，我們必須首先為這些存儲(chǔ)單元編號(hào)，以區(qū)分，我們必須首先為這些存儲(chǔ)單元編號(hào)，即分配給這些存儲(chǔ)單元不同的地址。地址譯碼即分配給這些存儲(chǔ)單

12、元不同的地址。地址譯碼器的作用就是用來(lái)接受器的作用就是用來(lái)接受CPU送來(lái)的地址信號(hào)并送來(lái)的地址信號(hào)并對(duì)它進(jìn)行譯碼，選擇與此地址碼相對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)對(duì)它進(jìn)行譯碼，選擇與此地址碼相對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元，以便對(duì)該單元進(jìn)行讀寫(xiě)操作。單元，以便對(duì)該單元進(jìn)行讀寫(xiě)操作。 譯譯碼碼器器A5A4A3A2A1A06301存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)單元64個(gè)單元個(gè)單元行行譯譯碼碼A2A1A0710列譯碼列譯碼A3A4A501764個(gè)單元個(gè)單元單譯碼雙譯碼5.1 存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器件存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器件單譯碼結(jié)構(gòu)單譯碼結(jié)構(gòu)雙譯碼結(jié)構(gòu)雙譯碼結(jié)構(gòu)雙譯碼可簡(jiǎn)化芯片設(shè)計(jì)雙譯碼可簡(jiǎn)化芯片設(shè)計(jì)主要采用的譯碼結(jié)構(gòu)主要采用的譯碼結(jié)構(gòu)5.1 存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器件存儲(chǔ)器和存

13、儲(chǔ)器件(1)單譯碼單譯碼 單譯碼方式又稱字結(jié)構(gòu)，適用于小容量存儲(chǔ)器。單譯碼方式又稱字結(jié)構(gòu)，適用于小容量存儲(chǔ)器。以字選擇線來(lái)選擇某個(gè)字的所有位。以字選擇線來(lái)選擇某個(gè)字的所有位。(2)雙譯碼（矩陣結(jié)構(gòu)或者行列結(jié)構(gòu)雙譯碼（矩陣結(jié)構(gòu)或者行列結(jié)構(gòu)P171）在雙譯碼結(jié)構(gòu)中，將地址譯碼器分成兩部分，在雙譯碼結(jié)構(gòu)中，將地址譯碼器分成兩部分，即行譯碼器即行譯碼器(又叫又叫X譯碼器譯碼器)和列譯碼器和列譯碼器(又叫又叫Y譯譯碼器碼器)。X譯碼器輸出行地址選擇信號(hào)，譯碼器輸出行地址選擇信號(hào)，Y譯碼譯碼器輸出列地址選擇信號(hào)。行列選擇線交叉處即器輸出列地址選擇信號(hào)。行列選擇線交叉處即為所選中的內(nèi)存單元，這種方式的特點(diǎn)是

14、譯碼為所選中的內(nèi)存單元，這種方式的特點(diǎn)是譯碼輸出線較少。輸出線較少。 5.1 存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器件存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器件每個(gè)存儲(chǔ)單元具有一個(gè)唯一的地址，可存儲(chǔ)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)位（位片結(jié)構(gòu)）或多位（字片結(jié)構(gòu)）二進(jìn)制數(shù)據(jù)據(jù)存儲(chǔ)容量與地址、數(shù)據(jù)線個(gè)數(shù)有關(guān)：存儲(chǔ)容量與地址、數(shù)據(jù)線個(gè)數(shù)有關(guān)：芯片的存儲(chǔ)容量芯片的存儲(chǔ)容量存儲(chǔ)單元數(shù)存儲(chǔ)單元數(shù)存儲(chǔ)單元的位數(shù)存儲(chǔ)單元的位數(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) 示例：示例：32K8的的SRAM芯片芯片622561 12 23 34 45 56 67 78 89

15、 91010111112121313141415151616171718181919202021212222232324242525262627272828A14A14A12A12A7A7A6A6A5A5A4A4A3A3A2A2A1A1A0A0D0D0D1D1D2D2GNDGNDD3D3D4D4D5D5D6D6D7D7CSCSA10A10OEOEA11A11A9A9A8A8A13A13WEWEVccVcc6225662256引腳圖引腳圖A14A14A13A13A12A12A11A11A10A10A9A9A8A8A7A7A6A6A5A5A4A4A3A3A2A2A1A1A0A0OEOECSCSWE

16、WED7D7D6D6D5D5D4D4D3D3D2D2D1D1D0D06225662256邏輯圖邏輯圖M=15, N=85.1 存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器件存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器件4片選（片選（CS*或或CE*）與讀寫(xiě)控制電路）與讀寫(xiě)控制電路（WE*）片選信號(hào)用以實(shí)現(xiàn)芯片的選擇。對(duì)于一個(gè)芯片片選信號(hào)用以實(shí)現(xiàn)芯片的選擇。對(duì)于一個(gè)芯片來(lái)講，只有當(dāng)片選信號(hào)有效時(shí)，才能對(duì)其進(jìn)行來(lái)講，只有當(dāng)片選信號(hào)有效時(shí)，才能對(duì)其進(jìn)行讀寫(xiě)操作。片選信號(hào)一般由地址譯碼器的輸讀寫(xiě)操作。片選信號(hào)一般由地址譯碼器的輸出及一些控制信號(hào)來(lái)形成，而讀出及一些控制信號(hào)來(lái)形成，而讀/寫(xiě)控制電路則寫(xiě)控制電路則用來(lái)控制對(duì)芯片的讀用來(lái)控制對(duì)芯片的讀/寫(xiě)操作。寫(xiě)操作

17、。5I/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(chǔ)單元電路位于系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線與被選中的存儲(chǔ)單元之間，用來(lái)控制信息的讀出與寫(xiě)入，必要時(shí)，之間，用來(lái)控制信息的讀出與寫(xiě)入，必要時(shí)，還可包含對(duì)還可包含對(duì)I/O信號(hào)的驅(qū)動(dòng)及放大處理功能。信號(hào)的驅(qū)動(dòng)及放大處理功能。5.1 存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器件存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器件6集電極開(kāi)路或三態(tài)輸出緩沖器集電極開(kāi)路或三態(tài)輸出緩沖器為了擴(kuò)充存儲(chǔ)器系統(tǒng)的容量，常常需要將幾片為了擴(kuò)充存儲(chǔ)器系統(tǒng)的容量，常常需要將幾片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(kāi)路或三態(tài)輸出緩沖相連，這就要用到集電極開(kāi)路或三態(tài)輸出緩沖器。器。7

18、其它外圍電路其它外圍電路對(duì)不同類型的存儲(chǔ)器系統(tǒng)，有時(shí)，還專門(mén)需要對(duì)不同類型的存儲(chǔ)器系統(tǒng)，有時(shí)，還專門(mén)需要一些特殊的外圍電路，如動(dòng)態(tài)一些特殊的外圍電路，如動(dòng)態(tài)RAM中的預(yù)充電中的預(yù)充電及刷新操作控制電路等，這也是存儲(chǔ)器系統(tǒng)的及刷新操作控制電路等，這也是存儲(chǔ)器系統(tǒng)的重要組成部分。重要組成部分。 5.1 存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器件存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器件四四 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器隨機(jī)存取存儲(chǔ)器RAMRAM(Random Access Memory)意指隨機(jī)存意指隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，其工作特點(diǎn)是：在微機(jī)系統(tǒng)的工作取存儲(chǔ)器，其工作特點(diǎn)是：在微機(jī)系統(tǒng)的工作過(guò)程中，可以隨機(jī)地對(duì)其中的各個(gè)存儲(chǔ)單元進(jìn)過(guò)程中，可以隨機(jī)地對(duì)其中的各個(gè)存儲(chǔ)單元

19、進(jìn)行讀寫(xiě)操作。讀寫(xiě)存儲(chǔ)器分為靜態(tài)行讀寫(xiě)操作。讀寫(xiě)存儲(chǔ)器分為靜態(tài)RAM與動(dòng)與動(dòng)態(tài)態(tài)RAM兩種。兩種。 5.1 存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器件存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器件1. 靜態(tài)靜態(tài)RAM（SRAM）VC C(+ 5V)T3T2T1T4VC CT3T1T4T2X地 址譯 碼 線ABD0D0T5T6T7T8(I/O)I/O接Y地 址 譯 碼 器AB靜態(tài)靜態(tài)RAMRAM的基本存儲(chǔ)單元是由兩個(gè)增強(qiáng)型的的基本存儲(chǔ)單元是由兩個(gè)增強(qiáng)型的NM0SNM0S反相器交反相器交叉耦合而成的觸發(fā)器，每個(gè)基本的存儲(chǔ)單元由六個(gè)叉耦合而成的觸發(fā)器，每個(gè)基本的存儲(chǔ)單元由六個(gè)MOSMOS管管構(gòu)成，所以，靜態(tài)存儲(chǔ)電路又稱為六管靜態(tài)存儲(chǔ)電路。構(gòu)成，所以，靜態(tài)

20、存儲(chǔ)電路又稱為六管靜態(tài)存儲(chǔ)電路。 5.1 存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器件存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器件SRAM的基本存儲(chǔ)單元是觸發(fā)器電路的基本存儲(chǔ)單元是觸發(fā)器電路每個(gè)基本存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)二進(jìn)制數(shù)一位每個(gè)基本存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)二進(jìn)制數(shù)一位許多個(gè)基本存儲(chǔ)單元形成行列存儲(chǔ)矩陣許多個(gè)基本存儲(chǔ)單元形成行列存儲(chǔ)矩陣每個(gè)存儲(chǔ)單元存放多位（每個(gè)存儲(chǔ)單元存放多位（4、8、16等）等）每個(gè)存儲(chǔ)單元具有一個(gè)地址每個(gè)存儲(chǔ)單元具有一個(gè)地址SRAM 2114SRAM 6264典型芯片典型芯片第第5 5章：章：SRAM芯片芯片2114存儲(chǔ)容量為存儲(chǔ)容量為1024418個(gè)個(gè)引腳：引腳：10根地址線根地址線A9A04根數(shù)據(jù)線根數(shù)據(jù)線I/O4I/O1片選片選CS*讀

21、寫(xiě)讀寫(xiě)WE*123456789181716151413121110VccA7A8A9I/O1I/O2I/O3I/O4WE*A6A5A4A3A0A1A2CS*GNDSRAM 2114的功能的功能工作方式工作方式CS*WE*I/O4 I/O1未選中未選中讀操作讀操作寫(xiě)操作寫(xiě)操作10010高阻高阻輸出輸出輸入輸入第第5 5章：章：SRAM芯片芯片6264存儲(chǔ)容量為存儲(chǔ)容量為8K828個(gè)個(gè)引腳：引腳：13根地址線根地址線A12A08根數(shù)據(jù)線根數(shù)據(jù)線D7D0片選片選CS1*、CS2讀寫(xiě)讀寫(xiě)WE*、OE*+5VWE*CS2A8A9A11OE*A10CS1*D7D6D5D4D3NCA12A7A6A5A4A3

22、A2A1A0D0D1D2GND12345678910111213142827262524232221201918171615SRAM 6264的功能的功能工作方式工作方式CS1*CS2WE*OE*D7 D0未選中未選中未選中未選中讀操作讀操作寫(xiě)操作寫(xiě)操作1000110110高阻高阻高阻高阻輸入輸入輸出輸出2. 動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)RAM 利用電容存儲(chǔ)電荷的原理來(lái)保存信息，它將晶體管結(jié)利用電容存儲(chǔ)電荷的原理來(lái)保存信息，它將晶體管結(jié)電容的充電狀態(tài)和放電狀態(tài)分別作為電容的充電狀態(tài)和放電狀態(tài)分別作為1 1和和0 0。DRAMDRAM的基的基本存儲(chǔ)單元是單個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管及其極間電容本存儲(chǔ)單元是單個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管及其極間電容必

23、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)行刷新進(jìn)行刷新每次同時(shí)對(duì)一行的存儲(chǔ)單元進(jìn)行刷新每次同時(shí)對(duì)一行的存儲(chǔ)單元進(jìn)行刷新每個(gè)基本存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)二進(jìn)制數(shù)一位每個(gè)基本存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)二進(jìn)制數(shù)一位許多個(gè)基本存儲(chǔ)單元形成行列存儲(chǔ)矩陣許多個(gè)基本存儲(chǔ)單元形成行列存儲(chǔ)矩陣DRAMDRAM一般采用一般采用“位結(jié)構(gòu)位結(jié)構(gòu)”存儲(chǔ)體：存儲(chǔ)體： 每個(gè)存儲(chǔ)單元存放一位每個(gè)存儲(chǔ)單元存放一位 需要需要8 8個(gè)存儲(chǔ)芯片構(gòu)成一個(gè)字節(jié)單元個(gè)存儲(chǔ)芯片構(gòu)成一個(gè)字節(jié)單元 每個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)單元具有一個(gè)地址每個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)單元具有一個(gè)地址DRAM 2164典型芯片典型芯片第第5 5章：章：DRAM芯片芯片2164存儲(chǔ)容量為存儲(chǔ)容量為64K11

24、6個(gè)個(gè)引腳：引腳：8根地址線根地址線A7A0,用來(lái)分用來(lái)分時(shí)接收時(shí)接收CPU送來(lái)的送來(lái)的8位行、位行、列地址列地址 2根數(shù)據(jù)線根數(shù)據(jù)線DIN ，DOUT RAS 行地址選擇，行地址選擇， CAS列地址選擇列地址選擇讀寫(xiě)讀寫(xiě)WE*VssCASDOUTA6A3A4A5A7RAS1234567816151413121110 9N/CDINWERASA0A2A1VDD5.1 存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器件存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器件組成單元組成單元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慢慢低低小容量非易失小容

25、量非易失5.1 存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器件存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器件5只讀存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器ROM 指在微機(jī)系統(tǒng)的在線運(yùn)行過(guò)程中，只能指在微機(jī)系統(tǒng)的在線運(yùn)行過(guò)程中，只能對(duì)其進(jìn)行讀操作，而不能進(jìn)行寫(xiě)操作的一類存對(duì)其進(jìn)行讀操作，而不能進(jìn)行寫(xiě)操作的一類存儲(chǔ)器，因此一個(gè)顯著的特點(diǎn)儲(chǔ)器，因此一個(gè)顯著的特點(diǎn)是非易失性是非易失性。用于。用于存取不需要經(jīng)常改變的信息。在不斷發(fā)展變化存取不需要經(jīng)常改變的信息。在不斷發(fā)展變化的過(guò)程中，的過(guò)程中，ROMROM器件也產(chǎn)生了掩模器件也產(chǎn)生了掩模ROMROM、PROMPROM、EPROMEPROM、EEPROMEEPROM等各種不同類型。等各種不同類型。 5.1 存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器件存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器

26、件掩膜掩膜ROM：信息制作在芯片中，不可更改信息制作在芯片中，不可更改可編程可編程ROM（PROM）：）：允許一次編程，此后允許一次編程，此后不可更改，寫(xiě)入過(guò)程稱為固化程序不可更改，寫(xiě)入過(guò)程稱為固化程序EPROM：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EPROM頂部開(kāi)有一個(gè)圓形的石英窗口，用于紫外線透頂部開(kāi)有一個(gè)圓形的石英窗口，用于紫外線透過(guò)擦除原有信息過(guò)擦除原有信息一般使用專門(mén)的編程器（燒寫(xiě)器）編程一般使用專門(mén)的編程器（燒寫(xiě)器）編程編程后，應(yīng)該貼上不透光封條編程后，應(yīng)該貼上不透光封條出廠未編程前，每個(gè)基本存儲(chǔ)單元都是信息出廠未

27、編程前，每個(gè)基本存儲(chǔ)單元都是信息 “1”編程就是將某些單元寫(xiě)入信息編程就是將某些單元寫(xiě)入信息0EPROM 2716EPROM 2764EPROM芯片芯片2716存儲(chǔ)容量為存儲(chǔ)容量為2K824個(gè)個(gè)引腳：引腳：11根地址線根地址線A10A08根數(shù)據(jù)線根數(shù)據(jù)線DO7DO0片選片選/編程編程CE*/PGM讀寫(xiě)讀寫(xiě)OE*編程電壓編程電壓VPPVDDA8A9VPPOE*A10CE*/PGMDO7DO6DO5DO4DO3123456789101112242322212019181716151413A7A6A5A4A3A2A1A0DO0DO1DO2VssEPROM芯片芯片2764存儲(chǔ)容量為存儲(chǔ)容量為8K828

28、個(gè)個(gè)引腳：引腳：13根地址線根地址線A12A08根數(shù)據(jù)線根數(shù)據(jù)線D7D0片選片選CE*編程編程PGM*讀寫(xiě)讀寫(xiě)OE*編程電壓編程電壓VPPVppA12A7A6A5A4A3A2A1A0D0D1D2GNDVccPGM*NCA8A9A11OE*A10CE*D7D6D5D4D312345678910111213142827262524232221201918171615EPROM 2764的功能的功能工作方式工作方式CE*OE*PGM*A9VPPDO7 DO0讀出讀出0015V輸出輸出讀出禁止讀出禁止0115V高阻高阻待用待用15V高阻高阻Intel標(biāo)識(shí)標(biāo)識(shí)0012V15V輸出編碼輸出編碼標(biāo)準(zhǔn)編程標(biāo)準(zhǔn)

29、編程01負(fù)脈沖負(fù)脈沖25V輸入輸入Intel編程編程01負(fù)脈沖負(fù)脈沖25V輸入輸入編程校驗(yàn)編程校驗(yàn)00125V輸出輸出編程禁止編程禁止125V高阻高阻EEPROM（E2PROM）：）：采用加電方法在線進(jìn)采用加電方法在線進(jìn)行擦除和編程，行擦除和編程，用加電方法，進(jìn)行在線（無(wú)需拔下，直接在電用加電方法，進(jìn)行在線（無(wú)需拔下，直接在電路中）擦寫(xiě)（擦除和編程一次完成）。也可多路中）擦寫(xiě)（擦除和編程一次完成）。也可多次擦寫(xiě)次擦寫(xiě)有字節(jié)擦寫(xiě)、塊擦寫(xiě)和整片擦寫(xiě)方法有字節(jié)擦寫(xiě)、塊擦寫(xiě)和整片擦寫(xiě)方法并行并行EEPROMEEPROM：多位同時(shí)進(jìn)行：多位同時(shí)進(jìn)行串行串行EEPROMEEPROM：只有一位數(shù)據(jù)線：只有一

30、位數(shù)據(jù)線EEPROM芯片芯片2817A存儲(chǔ)容量為2K828個(gè)引腳：11根地址線A10A08根數(shù)據(jù)線I/O7I/O0片選CE*讀寫(xiě)OE*、WE*狀態(tài)輸出RDY/BUSY* R/BNC A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 D0 D1 D2 GND VCC WE NC A8 A9 NC OE A10 CE D7 D6 D5 D4 D3 1 28 2 27 3 26 4 25 5 24 6 23 7 22 8 21 9 20 10 19 11 18 12 17 13 16 14 15 EEPROM芯片芯片2864A存儲(chǔ)容量為8K828個(gè)引腳：13根地址線A12A08根數(shù)據(jù)線I/O7I/O0

31、片選CE*讀寫(xiě)OE*、WE*VccWE*NCA8A9A11OE*A10CE*I/O7I/O6I/O5I/O4I/O3NCA12A7A6A5A4A3A2A1A0I/O0I/O1I/O2GND123456789101112131428272625242322212019181716155.1 存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器件存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器件Flash Memory（閃存）：能夠快速擦寫(xiě)的（閃存）：能夠快速擦寫(xiě)的EEPROM，但只能按塊（，但只能按塊（Block）擦除）擦除 快擦型存儲(chǔ)器是不用電池供電的、高速耐用的非易快擦型存儲(chǔ)器是不用電池供電的、高速耐用的非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，它以性能好、功耗低、體積小、失性半導(dǎo)

32、體存儲(chǔ)器，它以性能好、功耗低、體積小、重量輕等特點(diǎn)活躍于便攜機(jī)重量輕等特點(diǎn)活躍于便攜機(jī)( (膝上型、筆記本型等膝上型、筆記本型等) )存儲(chǔ)器市場(chǎng)，但價(jià)格較貴。存儲(chǔ)器市場(chǎng)，但價(jià)格較貴。 快擦型存儲(chǔ)器具有快擦型存儲(chǔ)器具有EEPROMEEPROM的特點(diǎn)，又可在計(jì)算機(jī)內(nèi)的特點(diǎn)，又可在計(jì)算機(jī)內(nèi)進(jìn)行擦除和編程，它的讀取時(shí)間與進(jìn)行擦除和編程，它的讀取時(shí)間與DRAMDRAM相似，而寫(xiě)相似，而寫(xiě)時(shí)間與磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器相當(dāng)。快擦型存儲(chǔ)器有時(shí)間與磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器相當(dāng)?？觳列痛鎯?chǔ)器有5V5V或或12V12V兩兩種供電方式。對(duì)于便攜機(jī)來(lái)講，用種供電方式。對(duì)于便攜機(jī)來(lái)講，用5V5V電源更為合適。電源更為合適?？觳列痛鎯?chǔ)器操作簡(jiǎn)便，編

33、程、擦除、校驗(yàn)等工作快擦型存儲(chǔ)器操作簡(jiǎn)便，編程、擦除、校驗(yàn)等工作均已編成程序，可由配有快擦型存儲(chǔ)器系統(tǒng)的中央均已編成程序，可由配有快擦型存儲(chǔ)器系統(tǒng)的中央處理機(jī)予以控制。處理機(jī)予以控制。 5.1 存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器件存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器件習(xí)題與思考：習(xí)題與思考：1試說(shuō)明存儲(chǔ)器系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)。試說(shuō)明存儲(chǔ)器系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)。2術(shù)語(yǔ)術(shù)語(yǔ)“非易失性存儲(chǔ)器非易失性存儲(chǔ)器”是什么意思？是什么意思？PROM和和EPROM分別代表什么意思？分別代表什么意思？3微型計(jì)算機(jī)中常用的存儲(chǔ)器有哪些類型？微型計(jì)算機(jī)中常用的存儲(chǔ)器有哪些類型？它們各有何特點(diǎn)？分別適用于哪些場(chǎng)合？它們各有何特點(diǎn)？分別適用于哪些場(chǎng)合？4計(jì)算機(jī)的電源

34、掉電后再接電時(shí)（系統(tǒng)中無(wú)計(jì)算機(jī)的電源掉電后再接電時(shí)（系統(tǒng)中無(wú)掉電保護(hù)裝置），存儲(chǔ)在各類存儲(chǔ)器中的信息掉電保護(hù)裝置），存儲(chǔ)在各類存儲(chǔ)器中的信息是否仍能保存？是否仍能保存？ 5.2 存儲(chǔ)器芯片與 CPU的連接及其擴(kuò)展 微機(jī)系統(tǒng)的規(guī)模、應(yīng)用場(chǎng)合不同，對(duì)存儲(chǔ)微機(jī)系統(tǒng)的規(guī)模、應(yīng)用場(chǎng)合不同，對(duì)存儲(chǔ)器系統(tǒng)的容量、類型的要求也必不相同，一般器系統(tǒng)的容量、類型的要求也必不相同，一般情況下，需要用不同類型，不同規(guī)格的存儲(chǔ)器情況下，需要用不同類型，不同規(guī)格的存儲(chǔ)器芯片，通過(guò)適當(dāng)?shù)挠布B接，來(lái)構(gòu)成所需要的芯片，通過(guò)適當(dāng)?shù)挠布B接，來(lái)構(gòu)成所需要的存儲(chǔ)器系統(tǒng)，這就是本節(jié)所需要討論的內(nèi)容。存儲(chǔ)器系統(tǒng)，這就是本節(jié)所需要討論的

35、內(nèi)容。 5.2 存儲(chǔ)器芯片與CPU的連接及其擴(kuò)展一、一、 存儲(chǔ)器芯片與存儲(chǔ)器芯片與CPU的連接的連接 在微型系統(tǒng)中，在微型系統(tǒng)中，CPU對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)操作，對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)操作，首先要由地址總線給出首先要由地址總線給出地址信號(hào)地址信號(hào)，選擇要進(jìn)行，選擇要進(jìn)行讀讀/寫(xiě)操作的存儲(chǔ)單元，然后通過(guò)控制總線發(fā)出寫(xiě)操作的存儲(chǔ)單元，然后通過(guò)控制總線發(fā)出相應(yīng)的相應(yīng)的讀讀/寫(xiě)控制信號(hào)寫(xiě)控制信號(hào)，最后才能在數(shù)據(jù)總線上，最后才能在數(shù)據(jù)總線上進(jìn)行進(jìn)行數(shù)據(jù)交換數(shù)據(jù)交換。所以，存儲(chǔ)器芯片與。所以，存儲(chǔ)器芯片與CPU之間之間的連接，實(shí)質(zhì)上就是其的連接，實(shí)質(zhì)上就是其與系統(tǒng)總線的連接與系統(tǒng)總線的連接，包，包括：括： 地址線的

36、連接；地址線的連接； 數(shù)據(jù)線的連接；數(shù)據(jù)線的連接； 控制線的連接；控制線的連接；5.2 存儲(chǔ)器芯片與CPU的連接及其擴(kuò)展存儲(chǔ)芯片與存儲(chǔ)芯片與CPU總線的連接，有兩個(gè)總線的連接，有兩個(gè)很重要的問(wèn)題：很重要的問(wèn)題：CPU的總線負(fù)載能力的總線負(fù)載能力CPU能否帶動(dòng)總線上包括存儲(chǔ)器在內(nèi)的能否帶動(dòng)總線上包括存儲(chǔ)器在內(nèi)的連接器件？連接器件？存儲(chǔ)芯片與存儲(chǔ)芯片與CPU總線時(shí)序的配合總線時(shí)序的配合CPU能否與存儲(chǔ)器的存取速度相配合？能否與存儲(chǔ)器的存取速度相配合？5.2 存儲(chǔ)器芯片與CPU的連接及其擴(kuò)展CPU的總線驅(qū)動(dòng)能力有限的總線驅(qū)動(dòng)能力有限單向傳送的地址和控制總線，可采用三單向傳送的地址和控制總線，可采用三

37、態(tài)鎖存器和三態(tài)單向驅(qū)動(dòng)器等來(lái)加以鎖態(tài)鎖存器和三態(tài)單向驅(qū)動(dòng)器等來(lái)加以鎖存和驅(qū)動(dòng)存和驅(qū)動(dòng)雙向傳送的數(shù)據(jù)總線，可以采用三態(tài)雙雙向傳送的數(shù)據(jù)總線，可以采用三態(tài)雙向驅(qū)動(dòng)器來(lái)加以驅(qū)動(dòng)向驅(qū)動(dòng)器來(lái)加以驅(qū)動(dòng)5.2 存儲(chǔ)器芯片與CPU的連接及其擴(kuò)展分析存儲(chǔ)器的存取速度是否滿足分析存儲(chǔ)器的存取速度是否滿足CPU總線時(shí)序的要求總線時(shí)序的要求如果不能滿足：如果不能滿足：考慮更換存儲(chǔ)芯片考慮更換存儲(chǔ)芯片總線周期中插入等待狀態(tài)總線周期中插入等待狀態(tài)TW5.2 存儲(chǔ)器芯片與CPU的連接及其擴(kuò)展1. 存儲(chǔ)芯片的存儲(chǔ)芯片的數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線2. 存儲(chǔ)芯片的存儲(chǔ)芯片的地址線地址線3. 存儲(chǔ)芯片的存儲(chǔ)芯片的片選端片選端4. 存儲(chǔ)芯片的存儲(chǔ)

38、芯片的讀寫(xiě)控制線讀寫(xiě)控制線5.2 存儲(chǔ)器芯片與CPU的連接及其擴(kuò)展若芯片的數(shù)據(jù)線正好若芯片的數(shù)據(jù)線正好8根：根：一次可從芯片中訪問(wèn)到一次可從芯片中訪問(wèn)到8位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)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：一次不能從一個(gè)芯片中訪問(wèn)到一次不能從一個(gè)芯片中訪問(wèn)到8位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)利用多個(gè)芯片擴(kuò)充數(shù)據(jù)位利用多個(gè)芯片擴(kuò)充數(shù)據(jù)位這個(gè)擴(kuò)充方式簡(jiǎn)稱這個(gè)擴(kuò)充方式簡(jiǎn)稱“數(shù)據(jù)寬度的擴(kuò)充或位擴(kuò)充數(shù)據(jù)寬度的擴(kuò)充或位擴(kuò)充”1. 數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線2114（1）A9A0I/O4I/O1片選片選D3D0D7D4A9A02114（2）A9A0I/O4I/O1CEC

39、E多個(gè)位擴(kuò)充的存儲(chǔ)芯片的數(shù)據(jù)線多個(gè)位擴(kuò)充的存儲(chǔ)芯片的數(shù)據(jù)線連接于系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線的不同位數(shù)連接于系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線的不同位數(shù)其它連接都一樣其它連接都一樣這些芯片應(yīng)被看作是一個(gè)整體這些芯片應(yīng)被看作是一個(gè)整體常被稱為常被稱為“芯片組芯片組”位擴(kuò)充位擴(kuò)充5.2 存儲(chǔ)器芯片與CPU的連接及其擴(kuò)展芯片的地址線通常應(yīng)全部與系統(tǒng)的低位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地址總線相連尋址時(shí)，這部分地址的譯碼是在存儲(chǔ)芯尋址時(shí)，這部分地址的譯碼是在存儲(chǔ)芯片內(nèi)完成的，我們稱為片內(nèi)完成的，我們稱為“片內(nèi)譯碼片內(nèi)譯碼”2. 地址線地址線第第5 5章：章：片內(nèi)譯碼片內(nèi)譯碼A9A0存儲(chǔ)芯片存儲(chǔ)芯片000H001H002H3

40、FDH3FEH3FFH全全0全全1000000000000000000010000000010111111110111111111101111111111范圍（范圍（16進(jìn)制進(jìn)制)A9 A05.2 存儲(chǔ)器芯片與CPU的連接及其擴(kuò)展存儲(chǔ)系統(tǒng)常需利用多個(gè)存儲(chǔ)芯片擴(kuò)充容量，存儲(chǔ)系統(tǒng)常需利用多個(gè)存儲(chǔ)芯片擴(kuò)充容量，也就是擴(kuò)充了主存儲(chǔ)器也就是擴(kuò)充了主存儲(chǔ)器地址地址范圍范圍這種擴(kuò)充簡(jiǎn)稱為這種擴(kuò)充簡(jiǎn)稱為“地址擴(kuò)充地址擴(kuò)充”或或“字?jǐn)U充字?jǐn)U充”進(jìn)行進(jìn)行“地址擴(kuò)充地址擴(kuò)充”，需要利用存儲(chǔ)芯片的，需要利用存儲(chǔ)芯片的片選端對(duì)多個(gè)存儲(chǔ)芯片（組）進(jìn)行片選端對(duì)多個(gè)存儲(chǔ)芯片（組）進(jìn)行尋址尋址這個(gè)尋址方法，主要通過(guò)將存儲(chǔ)芯片的

41、片這個(gè)尋址方法，主要通過(guò)將存儲(chǔ)芯片的片選端與系統(tǒng)的選端與系統(tǒng)的高位地址線高位地址線相關(guān)聯(lián)來(lái)實(shí)現(xiàn)相關(guān)聯(lián)來(lái)實(shí)現(xiàn)3. 片選片選（字?jǐn)U充）（字?jǐn)U充）片選端片選端D7D0A19A10A9A0A9A0D7D0CE1K8（1）A9A0D7D0CE譯碼器000000000100000000001K8（2）A19 A18 A17 A16 A15 A14A0 全全0全全1D7D027256EPROMA14A0CE第第5 5章：章：片選端常有效片選端常有效n令芯片（組）的片選端常有效令芯片（組）的片選端常有效n不與系統(tǒng)的高位地址線發(fā)生聯(lián)系不與系統(tǒng)的高位地址線發(fā)生聯(lián)系n芯片（組）總處在被選中的狀態(tài)芯片（組）總處在被選

42、中的狀態(tài)n雖簡(jiǎn)單易行、但無(wú)法再進(jìn)行地址雖簡(jiǎn)單易行、但無(wú)法再進(jìn)行地址擴(kuò)充，會(huì)出現(xiàn)擴(kuò)充，會(huì)出現(xiàn)“地址重復(fù)地址重復(fù)” 表示任意（表示任意（0或或1均可）均可）第第5 5章：章：地址重復(fù)地址重復(fù)地址重復(fù)：一個(gè)存儲(chǔ)單元具有多個(gè)存儲(chǔ)地址地址重復(fù)：一個(gè)存儲(chǔ)單元具有多個(gè)存儲(chǔ)地址原因：有些高位地址線沒(méi)有用、可任意原因：有些高位地址線沒(méi)有用、可任意使用地址：出現(xiàn)地址重復(fù)時(shí)，常選取其中既使用地址：出現(xiàn)地址重復(fù)時(shí)，常選取其中既好用、又不沖突的一個(gè)好用、又不沖突的一個(gè)“可用地址可用地址”例如：例如：00000H 07FFFH選取一個(gè)可用地址的原則：高位地址全為選取一個(gè)可用地址的原則：高位地址全為0高位地址譯碼才更好5.

43、2 存儲(chǔ)器芯片與CPU的連接及其擴(kuò)展譯碼：將某個(gè)特定的譯碼：將某個(gè)特定的“編碼輸入編碼輸入”翻譯為翻譯為唯一唯一“有效輸出有效輸出”的過(guò)程的過(guò)程譯碼電路可以使用譯碼電路可以使用門(mén)電路組合邏輯門(mén)電路組合邏輯譯碼電路更多的是采用集成譯碼電路更多的是采用集成譯碼器譯碼器常用的常用的2:4譯碼器：譯碼器： 74LS139常用的常用的3:8譯碼器：譯碼器： 74LS138常用的常用的4:16譯碼器：譯碼器：74LS154譯碼和譯碼器譯碼和譯碼器5.2 存儲(chǔ)器芯片與CPU的連接及其擴(kuò)展（2）常用的譯碼方法：全譯碼、部分譯碼、）常用的譯碼方法：全譯碼、部分譯碼、線譯碼線譯碼全譯碼：全譯碼：所有的系統(tǒng)地址線均

44、參與對(duì)存儲(chǔ)所有的系統(tǒng)地址線均參與對(duì)存儲(chǔ)單元的譯碼尋址，包括單元的譯碼尋址，包括片內(nèi)譯碼：片內(nèi)譯碼：低位地址線對(duì)芯片內(nèi)各存儲(chǔ)單元的低位地址線對(duì)芯片內(nèi)各存儲(chǔ)單元的譯碼尋址譯碼尋址片選譯碼：片選譯碼：高位地址線對(duì)存儲(chǔ)芯片的譯碼尋址高位地址線對(duì)存儲(chǔ)芯片的譯碼尋址采用全譯碼，采用全譯碼，每個(gè)存儲(chǔ)單元的地址都是唯每個(gè)存儲(chǔ)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)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全譯碼示例A15 A14A13A16CBAE3138 2764A19A18A17A12A0CEY6E2E1IO/M1C000H1DFFFH全全0全全10 0 0

45、 1 1 1 00 0 0 1 1 1 0地址范圍地址范圍A12 A0A19A18A17A16A15A14 A135.2 存儲(chǔ)器芯片與CPU的連接及其擴(kuò)展部分譯碼：部分譯碼：只有部分高位地址線參與對(duì)存只有部分高位地址線參與對(duì)存儲(chǔ)芯片的譯碼儲(chǔ)芯片的譯碼每個(gè)存儲(chǔ)單元將對(duì)應(yīng)多個(gè)地址每個(gè)存儲(chǔ)單元將對(duì)應(yīng)多個(gè)地址（地址重（地址重復(fù)），需要選取一個(gè)可用地址復(fù)），需要選取一個(gè)可用地址可簡(jiǎn)化譯碼電路的設(shè)計(jì)可簡(jiǎn)化譯碼電路的設(shè)計(jì)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)部分譯碼示例部分譯碼示例138A17 A16A11A0A14 A13A12(4)(3)(2)(1)2732273227322732CB

46、AE3E2E1IO/MCECECECEY0Y1Y2Y3A19 A15A14 A12A11 A0一個(gè)可用地址一個(gè)可用地址123410101010000001010011全全0 全全1全全0 全全1全全0 全全1全全0 全全120000H 20FFFH21000H 21FFFH22000H 22FFFH23000H 23FFFH5.2 存儲(chǔ)器芯片與CPU的連接及其擴(kuò)展線選譯碼：線選譯碼：只用少數(shù)幾根高位地址線進(jìn)行芯只用少數(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(gè)芯片（組）片的譯碼，且每根負(fù)責(zé)選中一個(gè)芯片（組）雖構(gòu)成簡(jiǎn)單，但地址空間嚴(yán)重浪費(fèi)雖構(gòu)成簡(jiǎn)單，但地址空間嚴(yán)重浪費(fèi)必然會(huì)出現(xiàn)地址重復(fù)（一

47、個(gè)存儲(chǔ)單元對(duì)應(yīng)多必然會(huì)出現(xiàn)地址重復(fù)（一個(gè)存儲(chǔ)單元對(duì)應(yīng)多個(gè)存儲(chǔ)地址）個(gè)存儲(chǔ)地址）一個(gè)存儲(chǔ)地址會(huì)對(duì)應(yīng)多個(gè)存儲(chǔ)單元一個(gè)存儲(chǔ)地址會(huì)對(duì)應(yīng)多個(gè)存儲(chǔ)單元多個(gè)存儲(chǔ)單元共用的存儲(chǔ)地址不應(yīng)使用多個(gè)存儲(chǔ)單元共用的存儲(chǔ)地址不應(yīng)使用線選譯碼示例線選譯碼示例A14A12A0A13(1)2764(2)2764 CECEA19 A15A14 A13A12 A0一個(gè)可用地址一個(gè)可用地址121 00 1全全0 全全1全全0 全全104000H 05FFFH02000H 03FFFH切記： A14 A1300的情況不能出現(xiàn)00000H01FFFH的地址不可使用5.2 存儲(chǔ)器芯片與CPU的連接及其擴(kuò)展片選端譯碼小結(jié)片選端譯碼小結(jié)存儲(chǔ)

48、芯片的片選控制端可以被看作是一根最高存儲(chǔ)芯片的片選控制端可以被看作是一根最高位地址線位地址線在系統(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：包括地址空地址空間的選擇間的選擇（例如接系統(tǒng)的（例如接系統(tǒng)的IO/M*信號(hào)）和信號(hào)）和高位高位地址的譯碼選擇地址的譯碼選擇（與系統(tǒng)的高位地址線相關(guān)聯(lián)）（與系統(tǒng)的高位地址線相關(guān)聯(lián)）對(duì)一些存儲(chǔ)芯片通過(guò)片選無(wú)效可關(guān)閉內(nèi)部的輸對(duì)一些存儲(chǔ)芯片通過(guò)片選無(wú)效可關(guān)閉內(nèi)部的輸出驅(qū)動(dòng)機(jī)制，起到降低功耗的作用出驅(qū)動(dòng)機(jī)制，起到降低功耗的作用第第5 5章：章： 4. 存儲(chǔ)芯片的讀寫(xiě)控制存儲(chǔ)芯片的讀寫(xiě)控制芯片芯片OE*與系統(tǒng)的讀命令線相連與系統(tǒng)的讀命令線相連當(dāng)芯片被選

49、中、且讀命令有效時(shí)，當(dāng)芯片被選中、且讀命令有效時(shí)，存儲(chǔ)芯片將開(kāi)放并驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)到總線存儲(chǔ)芯片將開(kāi)放并驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)到總線芯片芯片WE*與系統(tǒng)的寫(xiě)命令線相連與系統(tǒng)的寫(xiě)命令線相連當(dāng)芯片被選中、且寫(xiě)命令有效時(shí)，當(dāng)芯片被選中、且寫(xiě)命令有效時(shí)，允許總線數(shù)據(jù)寫(xiě)入存儲(chǔ)芯片允許總線數(shù)據(jù)寫(xiě)入存儲(chǔ)芯片二、二、 應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例 1.SRAM使用舉使用舉例例 用用4個(gè)個(gè)4K8的芯片構(gòu)成的芯片構(gòu)成16K的的SRAM子系統(tǒng)子系統(tǒng)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)：數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)：OEA19A14：模塊選擇：模塊選擇A13A12：片選：片選A11A0：片內(nèi)地址：片內(nèi)地址寫(xiě)信號(hào)進(jìn)行讀寫(xiě)控制寫(xiě)信號(hào)進(jìn)行讀寫(xiě)控制4片片4K8b的的SRAM問(wèn)題：假設(shè)模塊選擇問(wèn)題：假設(shè)模塊

50、選擇Y0，則存儲(chǔ)器，則存儲(chǔ)器的地址范圍是多少？的地址范圍是多少？三三 存儲(chǔ)芯片的擴(kuò)展存儲(chǔ)芯片的擴(kuò)展位擴(kuò)充（數(shù)據(jù)寬度的擴(kuò)充）位擴(kuò)充（數(shù)據(jù)寬度的擴(kuò)充） 當(dāng)實(shí)際存儲(chǔ)芯片每個(gè)單元的位數(shù)和系統(tǒng)當(dāng)實(shí)際存儲(chǔ)芯片每個(gè)單元的位數(shù)和系統(tǒng)需要內(nèi)存單元字長(zhǎng)不等時(shí)采用的方法。需要內(nèi)存單元字長(zhǎng)不等時(shí)采用的方法。 字?jǐn)U充（字節(jié)數(shù)的擴(kuò)充）字?jǐn)U充（字節(jié)數(shù)的擴(kuò)充） 當(dāng)存儲(chǔ)芯片上每個(gè)存儲(chǔ)單元的字長(zhǎng)已滿當(dāng)存儲(chǔ)芯片上每個(gè)存儲(chǔ)單元的字長(zhǎng)已滿足要求，但存儲(chǔ)單元的個(gè)數(shù)不夠，需要增加足要求，但存儲(chǔ)單元的個(gè)數(shù)不夠，需要增加的是存儲(chǔ)單元的數(shù)量，就稱為字?jǐn)U展。的是存儲(chǔ)單元的數(shù)量，就稱為字?jǐn)U展。 字位擴(kuò)充字位擴(kuò)充 需要同時(shí)進(jìn)行位擴(kuò)充和字?jǐn)U充才能滿足需

51、要同時(shí)進(jìn)行位擴(kuò)充和字?jǐn)U充才能滿足系統(tǒng)存儲(chǔ)容量需求的方法稱為字位擴(kuò)充系統(tǒng)存儲(chǔ)容量需求的方法稱為字位擴(kuò)充。 （字?jǐn)U充）（字?jǐn)U充）片選端片選端D7D0A19A10A9A0A9A0D7D0CE1K8（1）A9A0D7D0CE譯碼器000000000100000000001K8（2）2114（1）A9A0I/O4I/O1片選片選D3D0D7D4A9A02114（2）A9A0I/O4I/O1CECE多個(gè)位擴(kuò)充的存儲(chǔ)芯片的數(shù)據(jù)線多個(gè)位擴(kuò)充的存儲(chǔ)芯片的數(shù)據(jù)線連接于系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線的不同位數(shù)連接于系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線的不同位數(shù)其它連接都一樣其它連接都一樣這些芯片應(yīng)被看作是一個(gè)整體這些芯片應(yīng)被看作是一個(gè)整體常被稱為常被稱為“

52、芯片組芯片組”位擴(kuò)充位擴(kuò)充連接舉例連接舉例（ 1 1）1KB RAM1KB RAM與與CPUCPU的連接的連接（1 1）計(jì)算出所需的芯片數(shù)。）計(jì)算出所需的芯片數(shù)。（2 2）構(gòu)成數(shù)據(jù)總線所需的位數(shù)和系統(tǒng)所需的容量。）構(gòu)成數(shù)據(jù)總線所需的位數(shù)和系統(tǒng)所需的容量。（3 3）控制線，數(shù)據(jù)線，地址線對(duì)應(yīng)相連。）控制線，數(shù)據(jù)線，地址線對(duì)應(yīng)相連。用用10241位的芯片組成位的芯片組成1K RAM的方框圖的方框圖 A0 A9 D0 D7 8 I/O 7 I/O 6 I/O 5 I/O 4 I/O 3 I/O 2 I/O 1 10241 I/O 地址線 數(shù)據(jù)線 用用2564位的芯片組成位的芯片組成1K RAM的方框

53、圖的方框圖A8A9A0A7D0D7地址線數(shù)據(jù)線A0 CE 4 I/OA0 CE 32564A7 I/OA0 CE 6 I/OA0 CE 52564A7 I/OA0 CE 8 I/OA0 CE 72564A7 I/OA0 CE 2 I/OA0 CE 12564A7 I/O譯碼器4KB RAM的連接(2114，1K 4)（1）計(jì)算出所需的芯片數(shù)（2）構(gòu)成數(shù)據(jù)總線所需的位數(shù)和系統(tǒng)所需的容量（3）控制線，數(shù)據(jù)線，地址線的連接：有線選方式、局部譯碼選擇方式和全局譯碼選擇方式之分。 線選方式地址分布線選方式地址分布A15 A14 A13 A12 A11 A10A15 A14 A13 A12 A11 A10

54、地址分布地址分布0 0 1 1 1 00 0 1 1 1 0第一組：第一組： 3800H3BFFH3800H3BFFH0 0 1 1 0 10 0 1 1 0 1第二組：第二組： 3400H07FFH3400H07FFH0 0 1 0 1 10 0 1 0 1 1第三組：第三組： 2C00H2FFFH2C00H2FFFH0 0 0 1 1 10 0 0 1 1 1第四組：第四組： 1C00H1FFFH1C00H1FFFH 用用2114芯片組成芯片組成4K RAM線選控制譯碼結(jié)構(gòu)圖線選控制譯碼結(jié)構(gòu)圖 A9A0 D7D0 A9A0 CS OE 2114 WE D7D0 A9A0 D7D0 A9A0

55、 CS OE 2114 WE D7D0 A9A0 D7D0 A9A0 CS OE 2114 WE D7D0 A9A0 D7D0 A9A0 CS OE 2114 WE D7D0 A13 A12 A11 A10 A9A0 D7D0 WE RD 用用21142114芯片組成芯片組成4K RAM4K RAM局部譯碼結(jié)構(gòu)圖局部譯碼結(jié)構(gòu)圖 A9A0 D7D0 A9A0 CS 2114 WE D7D0 譯碼器 A9A0 D7D0 A9A0 CS 2114 WE D7D0 A9A0 D7D0 A9A0 CS 2114 WE D7D0 A9A0 D7D0 A9A0 CS 2114 WE D7D0 A9A0 D7

56、D0 A9A0 CS 2114 WE D7D0 A15 A12 A11 A10 A9A0 IO/M CPU WE D7D0 用用2114芯片組成芯片組成4K RAM全局譯碼結(jié)構(gòu)圖全局譯碼結(jié)構(gòu)圖 A9A0 D7D0 A9A0 CS 2114 WE D7D0 6：64譯 碼 器 A9A0 D7D0 A9A0 CS 2114 WE D7D0 A9A0 D7D0 A9A0 CS 2114 WE D7D0 A9A0 D7D0 A9A0 CS 2114 WE D7D0 A9A0 D7D0 A9A0 CS 2114 WE D7D0 A9A0 D7D0 A9A0 CS 2114 WE D7D0 A15A10

57、A9A0 IO/M CPU WE D7D0 32K8的的SRAM芯片芯片622561 12 23 34 45 56 67 78 89 91010111112121313141415151616171718181919202021212222232324242525262627272828A14A14A12A12A7A7A6A6A5A5A4A4A3A3A2A2A1A1A0A0D0D0D1D1D2D2GNDGNDD3D3D4D4D5D5D6D6D7D7CSCSA10A10OEOEA11A11A9A9A8A8A13A13WEWEVccVcc6225662256引腳圖引腳圖A14A14A13A13A1

58、2A12A11A11A10A10A9A9A8A8A7A7A6A6A5A5A4A4A3A3A2A2A1A1A0A0OEOECSCSWEWED7D7D6D6D5D5D4D4D3D3D2D2D1D1D0D06225662256邏輯圖邏輯圖EPROM 2716的功能的功能工作方式工作方式CE*/PGMOE*VCCVPPDO7 DO0待用待用15V5V高阻高阻讀出讀出005V5V輸出輸出讀出禁止讀出禁止015V5V高阻高阻編程寫(xiě)入編程寫(xiě)入正脈沖正脈沖15V25V輸入輸入編程校驗(yàn)編程校驗(yàn)005V25V輸出輸出編程禁止編程禁止015V25V高阻高阻門(mén)電路譯碼門(mén)電路譯碼A1A0F0 F1 F2 F3A19A1

59、8A17A16A15（b）（a）A0Y0Y1Y譯碼器譯碼器74LS1381 12 23 34 45 56 67 78 89 91010111112121313141415151616A AB BC CE1E1E2E2E3E3Y7Y7GNDGNDY6Y6Y5Y5Y4Y4Y3Y3Y2Y2Y1Y1Y0Y0VccVcc74LS13874LS138引腳圖引腳圖Y0Y0Y1Y1Y2Y2Y3Y3Y4Y4Y5Y5Y6Y6Y7Y7E3E3E2E2E1E1C CB BA A74LS13874LS138原理圖原理圖74LS138的功能表的功能表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 AY

60、7* 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 101111111（僅（僅Y7*有效）有效）非上述情況非上述情況11111111（全無(wú)效）（全無(wú)效） 5.35.3微機(jī)系統(tǒng)中微機(jī)系統(tǒng)中存儲(chǔ)器的體系結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)器的體系結(jié)構(gòu) 微機(jī)系統(tǒng)中，整個(gè)存儲(chǔ)器體系采用曾微機(jī)系