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1、微机存储器微机存储器第一页，讲稿共二十六页哦215 十月十月 2022 5.1 存储系统的基本概念存储系统的基本概念存储器存储器:具有记忆功能的部件具有记忆功能的部件，具有接收、保存和取出信息（程序、数据、文件）的功能，具有接收、保存和取出信息（程序、数据、文件）的功能，是计算机的重要组成部分，是是计算机的重要组成部分，是CUP最重要的系统资源之一。最重要的系统资源之一。存存储储器器I/O接接口口输输入入设设备备I/O接接口口数据总线数据总线 DB控制总线控制总线 CB地址总线地址总线 AB输输出出设设备备CPU第二页，讲稿共二十六页哦315 十月十月 2022 5.1 存储系统的基本概念存储
2、系统的基本概念计算机工作时存储器工作情况计算机工作时存储器工作情况（1）打开计算机电源开关）打开计算机电源开关主板、内部风扇供电。主板、内部风扇供电。（2）控制芯片）控制芯片 RESET复位复位FFFF0H处存放的跳转指令。处存放的跳转指令。（3）启动引导程序）启动引导程序BIOS中的指令中的指令开机自检。开机自检。（4）控制权转移，加载）控制权转移，加载Windows XP的的NTLDR文件文件。（5）加载操作系统）加载操作系统操作系统文件从磁盘读到操作系统文件从磁盘读到RAM中。中。（6）检查配置文件，定制操作系统的运行环境）检查配置文件，定制操作系统的运行环境读取配置文件，根据用户的设置
3、对操读取配置文件，根据用户的设置对操作系统进行定制。作系统进行定制。（7）准备读取命令和数据。）准备读取命令和数据。（8）程序运行时中间结果放在）程序运行时中间结果放在RAM中，程序运行结束时将结果存入外存。中，程序运行结束时将结果存入外存。第三页，讲稿共二十六页哦415 十月十月 2022 5.1 存储系统的基本概念存储系统的基本概念5.1.1 存储器的分类存储器的分类1.按照用途和存取速度按照用途和存取速度内存内存：通过系统总线直接与：通过系统总线直接与CPU连接。存取速度快连接。存取速度快,容量有容量有限，受地址总线位数的限制。限，受地址总线位数的限制。8086/8088内存内存1MB。
4、外存外存：通过接口电路与系统相连，存储容量大，速度较慢。：通过接口电路与系统相连，存储容量大，速度较慢。2.按照存取的介质按照存取的介质半导体存储器半导体存储器磁存储器磁存储器光存储器光存储器第四页，讲稿共二十六页哦515 十月十月 2022 5.1 存储系统的基本概念存储系统的基本概念5.1.2 半导体存储器半导体存储器1.分类分类随机读写存储器（随机读写存储器（RAM）双极型双极型MOS型型只读存储器（只读存储器（ROM）静态静态RAM(SRAM)动态动态RAM(DRAM)掩膜掩膜ROM可编程可编程PROM可擦可编程可擦可编程ROM光可擦除光可擦除EPROM电可擦除电可擦除EEPROM新型
5、新型MFLASH ROMNVRAM(Non-Volatile RAM)NOR FLASH(类似类似SDRAM)NAND FLASH包括TTL型、ECL型存储器。它的特点是存取速度高，但集成度低，功耗大，成本高，目前主要用于速度要求高的微型机算机中。价格便宜，功耗低，集成度高第五页，讲稿共二十六页哦615 十月十月 2022 5.1 存储系统的基本概念存储系统的基本概念5.1.2 半导体存储器半导体存储器2.性能参数与选择原则性能参数与选择原则（1）信息保存的易失性和读写。）信息保存的易失性和读写。（2）容量需求，选集成度高，容量大。）容量需求，选集成度高，容量大。（3）存取速度，与）存取速度，
6、与CPU匹配。匹配。（4）可靠性，）可靠性，MTBF。（5）性价比。）性价比。第六页，讲稿共二十六页哦715 十月十月 2022 5.1 存储系统的基本概念存储系统的基本概念5.1.2 半导体存储器半导体存储器3.存储容量存储容量:可以存储的二进制信息总量。可以存储的二进制信息总量。（1）二进制位（二进制位（bit）表示方法。存储单元总数与存储）表示方法。存储单元总数与存储bit的乘积表示。如的乘积表示。如2K4，表示，表示该芯片有该芯片有2K个单元（个单元（1K1024），每个存储单元的长度为），每个存储单元的长度为4个个bit。（2）字节表示方法。以存储器中的单元总数表示（一个存储单元由）
7、字节表示方法。以存储器中的单元总数表示（一个存储单元由8个二进制位组成，个二进制位组成，称为一个字节，用称为一个字节，用B(Byte)表示）。如表示）。如4KB，表示该芯片有，表示该芯片有4K个单元。个单元。地址位 3 4 8 10 11 12 16 20存储单元数 8 16 256 1K 2K 4K 64K 1M 存储容量 8B 16B 256B 1KB 2KB 4KB 64KB 1MB存储器芯片的存储单元数取决于地址线的位数。存储器芯片的存储单元数取决于地址线的位数。第七页，讲稿共二十六页哦815 十月十月 2022 5.1 存储系统的基本概念存储系统的基本概念5.1.3 半导体存储器基本
8、结构半导体存储器基本结构（1）地址线）地址线An-A0，An为最高位（为最高位（MSB），），A0是最低有效位（是最低有效位（LSB）（2）数据线（输入）数据线（输入/输出），输出），ROM芯片有一组可以进行输出的数据总线（芯片有一组可以进行输出的数据总线（O7O0），），RAM芯片有一组可以进行输入输出的数据总线（芯片有一组可以进行输入输出的数据总线（IO7IO0）（3）控制线，控制线引脚数目随着芯片不同而不同。）控制线，控制线引脚数目随着芯片不同而不同。第八页，讲稿共二十六页哦915 十月十月 2022 5.1 存储系统的基本概念存储系统的基本概念5.1.3 半导体存储器基本结构半导体存储
9、器基本结构1.SRAM:Intel 6116（2KB）123456789242322212019121110VccA7A9D7D6D5D4WEA6A5A4A3A2A1A0CSGNDIntel6116181716151413D0D1D2D3A10OEA8A7A9D7D6D5D4WEA6A5A4A3A2A1A0CSIntel6116D0D1D2D3A10OEA8第九页，讲稿共二十六页哦1015 十月十月 2022 5.1 存储系统的基本概念存储系统的基本概念5.1.3 半导体存储器基本结构半导体存储器基本结构2.DRAM:Intel 2164（64K1）A7DOUTDINA6A5A4A3A2A1A
10、0Intel2164WERASCAS12345678161514131211VSSNCDOUTA7A6DINWERASA0A1A2VDDA5Intel2164109A4A3CAS第十页，讲稿共二十六页哦1115 十月十月 2022 5.1 存储系统的基本概念存储系统的基本概念5.1.3 半导体存储器基本结构半导体存储器基本结构3.ROM Intel 2716 EPROM （2KB）A7A9O7O6O5O4PD/PGMA6A5A4A3A2A1A0Intel2716O0O1O2O3A10CSA8123456789242322212019121110VccA7A9O7O6O5O4VPPA6A5A4A
11、3A2A1A0PD/PGMGNDIntel2716181716151413O0O1O2O3A10CSA8第十一页，讲稿共二十六页哦1215 十月十月 2022 5.2 存储器芯片的扩展存储器芯片的扩展5.2.1 译码方式译码方式D0D7A0A12WEOECSA0A12MEMWMEMR译码译码电路电路高位地址信号D0D7 第十二页，讲稿共二十六页哦1315 十月十月 2022 5.2 存储器芯片的扩展存储器芯片的扩展5.2.1 译码方式译码方式线选法线选法:用每一根高位地址线直接作为存储芯片片选信号，选通一块芯片。用每一根高位地址线直接作为存储芯片片选信号，选通一块芯片。（1）8KBCS（2）8
12、KBCS（3）8KBCS（3）8KBCS1111A13A14A16A15A0A12第十三页，讲稿共二十六页哦1415 十月十月 2022 5.2 存储器芯片的扩展存储器芯片的扩展5.2.1 译码方式译码方式不完全译码不完全译码:高位地址中的一部分地址进行译码产生片选信号。（地址线高位地址中的一部分地址进行译码产生片选信号。（地址线A19-A0）8KB(2)CS 8KB(1)CS 8KB(8)CS 2-4译码器译码器A0A12A13A18Y0Y1Y3第十四页，讲稿共二十六页哦1515 十月十月 2022 5.2 存储器芯片的扩展存储器芯片的扩展5.2.1 译码方式译码方式完全译码完全译码:高位地
13、址全部参与译码，产生片选信号。（地址线高位地址全部参与译码，产生片选信号。（地址线A19-A0）8KB(2)CS 8KB(1)CS 8KB(8)CS 2-4译码器译码器A0A12A13A19Y0Y1Y3第十五页，讲稿共二十六页哦1615 十月十月 2022 5.2 存储器芯片的扩展存储器芯片的扩展5.2.2 存储器芯片的扩展存储器芯片的扩展 1.数据位扩展：数据位扩展：位扩展法也称位并联法，采用这种方法构成存储器时，各存位扩展法也称位并联法，采用这种方法构成存储器时，各存储芯片连接的地址信号是相同的。而存储芯片的数据线则分别连接到数据总储芯片连接的地址信号是相同的。而存储芯片的数据线则分别连接
14、到数据总线的相应位上。线的相应位上。第十六页，讲稿共二十六页哦1715 十月十月 2022 5.2 存储器芯片的扩展存储器芯片的扩展5.2.2 存储器芯片的扩展存储器芯片的扩展 2.地址位扩展法地址位扩展法:（长度扩展）（长度扩展）存储器的位数不变。整个存储器的位数等于单个存储芯片的位数。存储器的位数不变。整个存储器的位数等于单个存储芯片的位数。这种方法将存储器的地址分成两部分这种方法将存储器的地址分成两部分低位地址部分接到各存储芯片作为芯片的片内地址低位地址部分接到各存储芯片作为芯片的片内地址高位地址部分经过片选译码器译码后送到各存储芯片的片选输入端；各存储高位地址部分经过片选译码器译码后送
15、到各存储芯片的片选输入端；各存储芯片的数据线中的对应位连接在一起。芯片的数据线中的对应位连接在一起。(需要译码电路或译码芯片，典型的为需要译码电路或译码芯片，典型的为74LS138)第十七页，讲稿共二十六页哦1815 十月十月 2022 38译码器（74LS138）例：例：8 8片片2K82K8位的存储芯片扩展成容量为位的存储芯片扩展成容量为16K816K8位位使能输入使能输入选择输入选择输入G1G1G2AG2AG2BG2BC CB BA AY0Y7Y0Y7输出输出1 10 00 00 00 00 0Y0=0Y0=0其余为其余为1 11 10 00 00 00 01 1Y1=0Y1=0其余为其
16、余为1 11 10 00 00 01 10 0Y2=0Y2=0其余为其余为1 11 10 00 00 01 11 1Y3=0Y3=0其余为其余为1 11 10 00 01 10 00 0Y4=0Y4=0其余为其余为1 11 10 00 01 10 01 1Y5=0Y5=0其余为其余为1 11 10 00 01 11 10 0Y6=0Y6=0其余为其余为1 11 10 00 01 11 11 1Y7=0Y7=0其余为其余为1 1第十八页，讲稿共二十六页哦1915 十月十月 2022 片片2地址：地址：A13A12 A11A10A9A8 A7 A4 A3 A0 2Kx8CSWE2Kx8CSWE2K
17、x8CSWED0D1D7A0A13WEA11A13D0D1D7D0D1D7D0D1D7Y0Y73-8译码器12 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 3000H 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 37FFH A0A10第十九页，讲稿共二十六页哦2015 十月十月 2022 5.2 存储器芯片的扩展存储器芯片的扩展5.2.2 存储器芯片的扩展存储器芯片的扩展 3.字位扩展法字位扩展法：数据位和存储器容量同时进行扩展。：数据位和存储器容量同时进行扩展。例：例：2K X 1扩展成扩展成16K X 8第二十页，讲稿共二十六页哦2115 十月十月 2022 5.3 存储器芯片与存储器芯片与CPU
18、的连接的连接存储器接口分析与设计存储器接口分析与设计存储器接口分析存储器接口分析，是指对于给定的现成存储器接口电路，正确指出存储器的存储容，是指对于给定的现成存储器接口电路，正确指出存储器的存储容量以及构成该存储器的各个存储芯片的地址范围；量以及构成该存储器的各个存储芯片的地址范围；存储器接口设计存储器接口设计，则是指根据给定的存储芯片及存储容量和地址范围的要求，具体构，则是指根据给定的存储芯片及存储容量和地址范围的要求，具体构成成(设计设计)所要求的存储器子系统。显然，它是存储器接口分析的相反的过程。所要求的存储器子系统。显然，它是存储器接口分析的相反的过程。第二十一页，讲稿共二十六页哦22
19、15 十月十月 2022 0#CSWRA14A12D7D0CPUI/O1I/O8Y0Y1Y7G1G2BG2AACBRD74LS138WRA11A0OEA19A13M/IOA18A16A15A17A11A0OECEA11A0Y5Y61#D7D0&例：已知一个存储器子系统如图所示，试指出其中例：已知一个存储器子系统如图所示，试指出其中RAM和和EPROM的存储容的存储容量以及各自的地址范围。量以及各自的地址范围。F9000HF9FFFHFD000HFDFFFH第二十二页，讲稿共二十六页哦2315 十月十月 2022 A19 A18 A17 A16 A15 A14 A13 A12 A11 A10 A
20、0RAM 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0地址范围地址范围 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1EPROM 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0地址范围地址范围 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1所以，所以，RAM的存储容量为的存储容量为4KB，地址范围为，地址范围为F9000HF9FFFH。EPROM的存储容量为的存储容量为4KB，地址范围为，地址范围为FD000HFDFFFH。第二十三页，讲稿共二十六页哦2415 十月十月 2022 5.3 存储器芯片与存储器芯片与CPU的连接的连接存储器芯片与存储器芯片与CPU的连接方式：与的连接方式：与CPU总线相关的信号
21、线连接。总线相关的信号线连接。(1)根据根据CPU外部数据总线的位数确定主存结构外部数据总线的位数确定主存结构(2)根据根据CPU外部地址总线的位数与存储器的容量外部地址总线的位数与存储器的容量,确定主存确定主存 储器芯片连接原则储器芯片连接原则芯片地址线与CPU的低地址总线相连，以确定存储器片内地址,剩下CPU的高位地址通过地址译码产生片选控制信号。(3)8位数据总线位数据总线CPU与存储器接口，数据总线可以直连与存储器接口，数据总线可以直连.第二十四页，讲稿共二十六页哦2515 十月十月 2022 38译码器应用举例译码器应用举例A0 A9A0 A9A0 A9A0 A9A0 A9CSCSCSCSWEWEWEWED3 D0D7 D4D7 D4D3 D02114211421142114D7 D0CPUA15 A10IO/M1K1KWRDBABCB片片选选译译码码 第二十五页，讲稿共二十六页哦2615 十月十月 2022 5.3 存储器芯片与存储器芯片与CPU的连接的连接存储器与存储器与8086连接方式连接方式两片两片2732组成组成4K程序存储器程序存储器两片两片6116组成组成2K数据存储器数据存储器第二十六页，讲稿共二十六页哦