微機(jī)接口原理課件第5章存儲器和高速緩存技術(shù)

1、1第第5章章 存儲器和高速緩存技術(shù)存儲器和高速緩存技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù)精品課程2 本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容l存儲器的分類存儲器的分類l存儲器的總線接口存儲器的總線接口l高速緩存簡介高速緩存簡介微機(jī)原理與接口技術(shù)精品課程3存儲器的分類及使用特點存儲器的分類及使用特點特點：特點：1. 主存儲器，主存儲器，CPU可對其字節(jié)單元直接進(jìn)行操縱（讀寫）可對其字節(jié)單元直接進(jìn)行操縱（讀寫） 2. 輔助存儲器，輔助存儲器， CPU不能直接操縱其各單元，必須通過不能直接操縱其各單元，必須通過 主存儲器實現(xiàn)（以頁與內(nèi)存?zhèn)鬏敚┲鞔鎯ζ鲗崿F(xiàn)（以頁與內(nèi)存?zhèn)鬏敚?3. 動態(tài)動態(tài)RAM需要一套復(fù)雜的刷新控

2、制電路支持（刷新周期需要一套復(fù)雜的刷新控制電路支持（刷新周期2ms）（作外存用，（作外存用，U盤）盤）（指（指Cache, 靜態(tài)高速靜態(tài)高速RAM）（作（作BIOS用）用）下面主要講兩個內(nèi)容：下面主要講兩個內(nèi)容： 1. 主存與主存與CPU的連接問題；的連接問題； 2. 高速緩存高速緩存Cache提高計算機(jī)運行速度的機(jī)理？提高計算機(jī)運行速度的機(jī)理？微機(jī)原理與接口技術(shù)精品課程4存儲器基本單元存儲器基本單元動態(tài)存儲器單元動態(tài)存儲器單元靜態(tài)存儲器單元靜態(tài)存儲器單元 可用于可用于cache接接X地址地址譯碼線譯碼線虛線框內(nèi)虛線框內(nèi)為六管存為六管存儲單元儲單元注：注：Cd 為為 T1管子極間電容；管子極間

3、電容； C 為線路分布電容；為線路分布電容； 兩電容均為看不見的電容，兩電容均為看不見的電容， 且且Cd 比比C小。小。微機(jī)原理與接口技術(shù)精品課程5存儲器件的總線接口存儲器件的總線接口RAMWR地址總線地址總線數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線ROM地址總線地址總線數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線 RD RD微機(jī)原理與接口技術(shù)精品課程6容量：容量：1K 4容量：容量：2K 8注：注：2114芯片的芯片的10管腳功能：管腳功能： 低電平低電平”寫寫”,高電平高電平“讀讀” 讀讀允許允許 片片工作工作允許允許 片片允許允許大存儲器是由很多小塊組合的大存儲器是由很多小塊組合的 這樣有利于增減而不浪費硬件這樣有利于增減而不浪費硬件微機(jī)

4、原理與接口技術(shù)精品課程7芯片連接舉例：芯片連接舉例： 請將兩片請將兩片2114（ 1K 4 ）通過）通過總線與總線與8088微處理微處理器連接。要求地址器連接。要求地址從從00000H開始。開始。地址如表。地址如表。微機(jī)原理與接口技術(shù)精品課程8改：改：2716芯片連接舉例：芯片連接舉例：請將請將4 4片片27162716（2K 2K 8 8）通過總線與通過總線與80888088微處理器連微處理器連接。共構(gòu)成接。共構(gòu)成8K8K8 8空間（空間（8KB8KB空間）。要求地址從空間）。要求地址從00000H00000H開始，要連續(xù)。地址如表。開始，要連續(xù)。地址如表。4.12微機(jī)原理與接口技術(shù)精品課程

5、9作業(yè)：作業(yè)：請將請將5 5片片27162716（2K 2K 8 8）通過總線與）通過總線與80888088微處理器微處理器連接。共構(gòu)成連接。共構(gòu)成10K10K8 8空間（空間（10KB10KB空間）。要求地空間）。要求地址從址從00000H00000H開始，要連續(xù)。開始，要連續(xù)。微機(jī)原理與接口技術(shù)精品課程10前述為前述為8位機(jī)（位機(jī)（8088為準(zhǔn)為準(zhǔn)16位機(jī)，對外是位機(jī)，對外是8位）的位）的主存連接情況。主存連接情況。16位、位、32位如何連接？位如何連接？ 地址所存器地址所存器奇地址奇地址存儲器存儲器（放高（放高字節(jié)）字節(jié)）偶地址偶地址存儲器存儲器（放低（放低字節(jié)）字節(jié)）A19A1 A0

6、BHE地址總線地址總線BHEA0A19A1D15D8D7D0數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線D15D0圖圖 16位微機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)存組織位微機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)存組織8086D15D00000FFFE0001FFFF微機(jī)原理與接口技術(shù)精品課程11FFFFFFFFFFFFFFFBFFFFFFFEFFFFFFFAFFFFFFFCFFFFFFF8 FFFFFFFDFFFFFFF9存儲器存儲器3（最高字（最高字節(jié)）節(jié)）存儲器存儲器2（次高字（次高字節(jié)）節(jié)）存儲器存儲器1（次低字（次低字節(jié)）節(jié)）存儲器存儲器0（最低字（最低字節(jié)）節(jié)）D31-D24A31A2 D15D8D23D16D7D0BE3 BE2 BE1 BE0 圖圖 32位微

7、機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)存組織位微機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)存組織作業(yè)：請大家研究作業(yè)：請大家研究32根地址線，四組存儲區(qū)的地址分配情況。根地址線，四組存儲區(qū)的地址分配情況。微機(jī)原理與接口技術(shù)精品課程12高檔微機(jī)系統(tǒng)中的高速緩存技術(shù)高檔微機(jī)系統(tǒng)中的高速緩存技術(shù) Cache 的命中率：的命中率： 256KB的代碼的代碼Cache，其命中率為，其命中率為97微機(jī)原理與接口技術(shù)精品課程13 存儲器總復(fù)習(xí)存儲器總復(fù)習(xí)l計算機(jī)主存占用地址總線的全部，下一章計算機(jī)主存占用地址總線的全部，下一章 可以看出外設(shè)只占用地址總線的前可以看出外設(shè)只占用地址總線的前16根。根。l主存由若干小存儲芯片組成，總線的使用主存由若干小存儲芯片組成，總線的使用 策略是：各小存儲芯片的片內(nèi)地址譯碼和策略是：各小存儲芯片的