《导体存储器精选PPT.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《导体存储器精选PPT.ppt（68页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、导体存储器1 1第1页，此课件共68页哦本章主要内容 存储器分类、性能指标及分级结构 半导体读写存储器 只读存储器 主存储器的设计2 2第2页，此课件共68页哦5.1 5.1 存储器概述存储器概述存储器是计算机系统中的记忆设备，用来存存储器是计算机系统中的记忆设备，用来存储程序和数据。储程序和数据。存储元存储元存储单元存储单元存储器存储器一个二进制代码位，是最一个二进制代码位，是最小的存储单位小的存储单位由若干个存储元组成由若干个存储元组成3 3第3页，此课件共68页哦存储器的分类存储器的分类根据存储元件的性能和使用方法不同，存储器有不同的分类根据存储元件的性能和使用方法不同，存储器有不同的分
2、类方法。方法。1、按存储介质分类、按存储介质分类半导体存储器半导体存储器 磁表面存储器磁表面存储器 例：磁盘存储器，磁带存储器例：磁盘存储器，磁带存储器4 4第4页，此课件共68页哦2、按存取方式分类、按存取方式分类随机存储器随机存储器顺序存储器顺序存储器半顺序存储器半顺序存储器半导体存储器，磁芯存储器半导体存储器，磁芯存储器磁带存储器磁带存储器3、按存储器的读写功能分类、按存储器的读写功能分类只读存储器（只读存储器（ROM）随机存储器（随机存储器（RAM）4、按信息的可保存性分类、按信息的可保存性分类永久性存储器永久性存储器非永久性存储器非永久性存储器磁盘存储器，磁盘存储器，ROMRAM即：
3、直接存取存储器（即：直接存取存储器（DAMDAM）,访问时读访问时读/写部件先直接指向写部件先直接指向一个小区域，再在该区域内顺序查找。访问时间与数据位置一个小区域，再在该区域内顺序查找。访问时间与数据位置有关。有关。磁盘存储器磁盘存储器 5 5第5页，此课件共68页哦半导体存储器的分类半导体存储器的分类 1、按制造工艺分类、按制造工艺分类半导体存储器通常按照制造工艺和存取方式进行分类。半导体存储器通常按照制造工艺和存取方式进行分类。半导体存储器半导体存储器双极型双极型半导体存储器半导体存储器MOS半导体存储器半导体存储器双极型半导体存储器：读写速度快，集成度低，功耗大。双极型半导体存储器：读
4、写速度快，集成度低，功耗大。MOS型半导体存储器：读写速度慢，集成度高，功耗小。型半导体存储器：读写速度慢，集成度高，功耗小。6 6第6页，此课件共68页哦静态静态RAM（SRAM）动态动态RAM（DRAM）掩膜式掩膜式ROM一次性可编程一次性可编程ROM（PROM）紫外线擦除可编程紫外线擦除可编程ROM（EPROM）电擦除可编程电擦除可编程ROM（EEPROM）闪速存储器（闪速存储器（Flash Memory）半导体存储器半导体存储器随机存取存储器随机存取存储器（RAM）只读存储器只读存储器（ROM）、按存取方式分类、按存取方式分类7 7第7页，此课件共68页哦存储器的性能指标存储容量一个存
5、储器中可以容纳的存储单元总数，称为该存储器的存储容一个存储器中可以容纳的存储单元总数，称为该存储器的存储容量。量。常用字节数（常用字节数（B-8个二进制位）表示，如个二进制位）表示，如64KB，128MB，20GB，30TB等。等。1KB=210B1GB=230B1MB=220B1TB=240B存储容量反映了存储空间的大小存储容量反映了存储空间的大小8 8第8页，此课件共68页哦 存取时间是指启动一次存储器操作到完成该操作所经历的时间。是指启动一次存储器操作到完成该操作所经历的时间。如，对于读操作，即从一次读操作命令发出到该操作完成，将如，对于读操作，即从一次读操作命令发出到该操作完成，将数据
6、读出数据缓冲寄存器为止所经历的时间，即为存储器的存数据读出数据缓冲寄存器为止所经历的时间，即为存储器的存取时间。取时间。存取周期两次独立的存储器操作所需间隔的最小时间。两次独立的存储器操作所需间隔的最小时间。通常略大于存取时间，通常略大于存取时间，其时间单位为其时间单位为ns。存取时间和存储周期反映了主存的速度指标存取时间和存储周期反映了主存的速度指标9 9第9页，此课件共68页哦存储系统的分级结构 微机拥有不同类型的存储部件 由上至下容量越来越大，但速度越来越慢寄存器堆寄存器堆高速缓存高速缓存主存储器主存储器联机外存储器联机外存储器脱机外存储器脱机外存储器快慢小大容量速度CPU内核内核101
7、0第10页，此课件共68页哦三级存储器结构：三级存储器结构：高速缓冲存储器：存储速度快，存储容量小，成本高。高速缓冲存储器：存储速度快，存储容量小，成本高。外存储器：存取速度慢，存储容量大，成本低。外存储器：存取速度慢，存储容量大，成本低。主存储器：存取速度，存储容量，成本均介于高速缓冲主存储器：存取速度，存储容量，成本均介于高速缓冲存储器和外存储器之间。存储器和外存储器之间。1111第11页，此课件共68页哦半导体存储器的特点在在RAMRAM中中，又又可可以以分分为为双双极极型型（BipolarBipolar）和和MOS MOS RAMRAM两大类。两大类。1 1双极型双极型RAM的特点的特
8、点（1 1）存取速度高。）存取速度高。（2 2）以以晶晶体体管管的的触触发发器器（F-FFlip-FlopF-FFlip-Flop）作为基本存储电路，故管子较多。（3 3）集成度较低（与）集成度较低（与MOSMOS相比）。相比）。（4）功耗大。）功耗大。（5 5）成成本本高高。所所以以，双双极极型型RAMRAM主主要要用用在在速速度度要要求求较较高的微型机中或作为高的微型机中或作为cachecache。1212第12页，此课件共68页哦2 2MOS RAMMOS RAM 用用MOSMOS器件构成的RAMRAM，又可分为静态，又可分为静态（StaticStatic）RAMRAM（有时用（有时用S
9、RAMSRAM表示）和动态（DynamicDynamic）RAM（有时用（有时用DRAMDRAM表示）、不挥发表示）、不挥发型型RAM三种。（1 1）静态）静态RAMRAM的特点的特点 6 6管构成的触发器作为基本存储电路。管构成的触发器作为基本存储电路。集成度高于双极型，但低于动态集成度高于双极型，但低于动态RAMRAM。不需要刷新，故可省去刷新电路。不需要刷新，故可省去刷新电路。1313第13页，此课件共68页哦 功耗比双极型的低，但比动态功耗比双极型的低，但比动态功耗比双极型的低，但比动态功耗比双极型的低，但比动态RAMRAM高。高。高。高。易于用电池作为后备电源（易于用电池作为后备电源
10、（易于用电池作为后备电源（易于用电池作为后备电源（RAMRAM的一个重大问题的一个重大问题的一个重大问题的一个重大问题是当电源去掉后，是当电源去掉后，是当电源去掉后，是当电源去掉后，RAMRAM中的信息就会丢失。为了解中的信息就会丢失。为了解中的信息就会丢失。为了解中的信息就会丢失。为了解决这个问题，就要求当交流电源掉电时，能自动决这个问题，就要求当交流电源掉电时，能自动决这个问题，就要求当交流电源掉电时，能自动决这个问题，就要求当交流电源掉电时，能自动地转换到一个用电池供电的低压后备电源，以保地转换到一个用电池供电的低压后备电源，以保地转换到一个用电池供电的低压后备电源，以保地转换到一个用电
11、池供电的低压后备电源，以保持持持持RAMRAM中的信息）。中的信息）。中的信息）。中的信息）。存取速度较动态存取速度较动态存取速度较动态存取速度较动态RAMRAM快。快。快。快。1414第14页，此课件共68页哦（2）动态）动态RAM的特点的特点 基本存储电路用单管线路组成（靠电容基本存储电路用单管线路组成（靠电容存储电荷）。存储电荷）。集成度高。集成度高。比静态比静态RAM的功耗更低。的功耗更低。价格比静态便宜。价格比静态便宜。因动态存储器靠电容来存储信息，由于因动态存储器靠电容来存储信息，由于总是存在着泄漏电流，故需要定时刷新。总是存在着泄漏电流，故需要定时刷新。典型的是要求每隔典型的是要
12、求每隔1ms刷新一遍。刷新一遍。1515第15页，此课件共68页哦ROM的特点 ROM只读存储器的存储单元中的信息可一只读存储器的存储单元中的信息可一次写入多次读出次写入多次读出1 1掩模掩模ROMROM早早期期的的ROMROM由由半半导导体体厂厂按按照照某某种种固固定定线线路路制制造造的的，制造好以后就只能读不能改变。制造好以后就只能读不能改变。2 2可编程序的只读存储器可编程序的只读存储器PROM（Programmable ROMProgrammable ROM）为了便于用户根据自己的需要来写为了便于用户根据自己的需要来写ROMROM，就发，就发展了一种展了一种PROMPROM，可由用户对
13、它进行编程，但这种，可由用户对它进行编程，但这种ROM用户只能写一次。1616第16页，此课件共68页哦3可擦去的可编程只读存储器可擦去的可编程只读存储器EPROM（Erasable PROM）为为为为了了了了适适适适应应应应科科科科研研研研工工工工作作作作的的的的需需需需要要要要，希希希希望望望望ROMROM能能能能根根根根据据据据需需需需要要要要写写写写，也也也也希希希希望望望望能能能能把把把把已已已已写写写写上上上上去去去去的的的的内内内内容容容容擦擦擦擦去去去去，然然然然后后后后再再再再写写写写，能能能能改改改改写写写写多多多多次次次次。EPROMEPROM就就是是这这样样的的一一种种
14、存存储储器器。EPROM的的的的写写写写入入入入速速速速度度度度较较较较慢慢慢慢，而而而而且且且且需需需需要要要要一一一一些些些些额额额额外外外外条条条条件件件件，故使用时仍作为只读存储器来用。故使用时仍作为只读存储器来用。故使用时仍作为只读存储器来用。故使用时仍作为只读存储器来用。只只读读存存储储器器电电路路比比RAMRAM简简简简单单单单，故故故故而而而而集集集集成成成成度度度度更更更更高高高高，成成成成本本本本更更更更低低低低。而而而而且且且且有有有有一一一一重重重重大大大大优优优优点点点点，就就就就是是是是当当当当电电电电源源源源去去去去掉掉掉掉以以以以后后后后，它的信息是不丢失的。它
15、的信息是不丢失的。它的信息是不丢失的。它的信息是不丢失的。随随随随着着着着应应应应用用用用的的的的发发发发展展展展，ROMROM也也也也在在在在不不不不断断断断发发发发展展展展，目目目目前前前前常常常常用用用用的的的的还还还还有有有有电电电电可可可可擦擦擦擦除除除除的的的的可可可可编编编编程程程程ROM及及及及新新新新一一一一代代代代可可可可擦擦擦擦除除除除ROM（闪烁存储器）等。（闪烁存储器）等。（闪烁存储器）等。（闪烁存储器）等。1717第17页，此课件共68页哦5.2 5.2 半导体随机读写存储器半导体随机读写存储器 随机读写存储器随机读写存储器RAM是指在工作时可以随时读是指在工作时可
16、以随时读出或写入信息的存储器。出或写入信息的存储器。随机读写存储器主要用来存放当前运行的程序、各种随机读写存储器主要用来存放当前运行的程序、各种输入输出数据、中间运算结果及堆栈等。输入输出数据、中间运算结果及堆栈等。随机读写存储器按照芯片内部基本存储电路结构的不同，随机读写存储器按照芯片内部基本存储电路结构的不同，分为：静态分为：静态RAM（SRAM）和动态）和动态RAM（DRAM）。）。1818第18页，此课件共68页哦一、基本结构及组成地地址址译译码码器器存存储储矩矩阵阵 存储器控制逻辑存储器控制逻辑 三三态态双双向向缓缓冲冲器器 A0A1AP-1D0D1DW-1 R/WCEOE随机读写存
17、储器的结构框图随机读写存储器的结构框图1919第19页，此课件共68页哦1 1、存储矩阵、存储矩阵、存储矩阵、存储矩阵存储体：存储体：存储器芯片的主要部分，用来存储信息。存储器芯片的主要部分，用来存储信息。存储矩阵：存储矩阵：存储体中的基本存储电路配置成一定的阵列，并进存储体中的基本存储电路配置成一定的阵列，并进行编址，因此存储体又称为存储矩阵。行编址，因此存储体又称为存储矩阵。每个存储单元具有一个唯一的地址，可存储每个存储单元具有一个唯一的地址，可存储1 1位（位片结构）位（位片结构）或多位（字片结构）二进制数据或多位（字片结构）二进制数据存储容量与地址线、数据线根数有关：存储容量与地址线、
18、数据线根数有关：芯片的存储容量芯片的存储容量2 2MM N N存储单元数存储单元数 存储单元的位数存储单元的位数 MM：芯片的：芯片的地址线根数地址线根数 N N：芯片的：芯片的数据线根数数据线根数 2020第20页，此课件共68页哦例：存储芯片容量为：例：存储芯片容量为：1024K4 地址线：地址线：20根根 （1024K220）数据线：数据线：4根根例：存储芯片容量为：例：存储芯片容量为：1024K8 地址线：地址线：20根根 （1024K 220）数据线：数据线：8根根2121第21页，此课件共68页哦 2K1：芯片容量芯片容量 地址线地址线 数据线数据线 11 1 20 8 26 4
19、14 11024K8：64M4：16K1：例：分别写出下列各存储芯片的地址线根数与数据线根数。例：分别写出下列各存储芯片的地址线根数与数据线根数。2222第22页，此课件共68页哦单译码结构单译码结构双译码结构双译码结构 双译码可简化芯片设计双译码可简化芯片设计双译码可简化芯片设计双译码可简化芯片设计主要采用的译码结构主要采用的译码结构2 2、地址译码器、地址译码器地址译码器接收来自地址译码器接收来自CPU的地址信号，并产生地址译码信号，以便的地址信号，并产生地址译码信号，以便选中存储矩阵中某一个或某几个基本存储电路，使其在控制逻辑选中存储矩阵中某一个或某几个基本存储电路，使其在控制逻辑的控制
20、下进行读写操作。的控制下进行读写操作。2323第23页，此课件共68页哦译译码码器器A5A4A3A2A1A06301存储单元存储单元64个单元个单元行行译译码码A2A1A0710列译码列译码A3A4A501764个单元个单元单译码双译码2424第24页，此课件共68页哦X地地址址译译码码器器A0A1A2A30，0 15，0 0，15 15，15Y地址译码器地址译码器 I/OX0X15 A4A5A6A7DDY0Y15DINDOUT存储容量：存储容量：2561位位存储矩阵存储矩阵16行行16列列行选信号列选信号如如8位地址输入信号位地址输入信号为为1000 0100,译码信号译码信号X4及及Y8共
21、同作用选中共同作用选中(4，8)号基本存储电路号基本存储电路如如8位地址输入信号位地址输入信号为为0000 0000,译码信号译码信号X0及及Y0共同作用选中共同作用选中(0，0)号基本存储电路号基本存储电路双译码器示例双译码器示例2525第25页，此课件共68页哦3 3、存储器控制逻辑、存储器控制逻辑存储器控制逻辑通过存储器的控制信号引线端，接收来自存储器控制逻辑通过存储器的控制信号引线端，接收来自CPU或外或外部电路的控制信号，经过组合变换后，对存储矩阵、地址译码器以及部电路的控制信号，经过组合变换后，对存储矩阵、地址译码器以及三态双向缓冲器进行控制。三态双向缓冲器进行控制。常用控制引线端
22、有常用控制引线端有低电平有效低电平有效CE，CS，OD 高电平有效高电平有效芯片允许引线端芯片允许引线端或芯片开放引线端或芯片开放引线端输出禁止引线端输出禁止引线端或输出开放引线端或输出开放引线端读写控制引线端读写控制引线端或写开放引线端或写开放引线端选择应访问的存储器芯片控制输出三态缓冲器控制被选中芯片是进行读操作还是写操作2626第26页，此课件共68页哦SRAMSRAM的基本存储单元是的基本存储单元是双稳态触发器双稳态触发器双稳态触发器双稳态触发器电路电路速度快（速度快（5ns5ns），不需刷新，外围电路比较简单，但集成），不需刷新，外围电路比较简单，但集成度低（存储容量小，约度低（存储
23、容量小，约1Mbit/1Mbit/片），功耗大。片），功耗大。SRAMSRAM一般采用一般采用“字结构字结构”存储矩阵：存储矩阵：每个存储单元存放多位（每个存储单元存放多位（4 4、8 8、1616等）等）每个存储单元具有一个地址每个存储单元具有一个地址二、典型存储器芯片举例1、静态RAM 在PC机中，SRAM被广泛地用作高速缓冲存储器Cache。2727第27页，此课件共68页哦SRAM芯片6264存储容量为8K828个引脚：13根地址线A12A08根数据线D7D0片选CS1*、CS2读写WE*、OE*+5VWE*CS2A8A9A11OE*A10CS1*D7D6D5D4D3NCA12A7A6
24、A5A4A3A2A1A0D0D1D2GND123456789101112131428272625242322212019181716152828第28页，此课件共68页哦控制真值表控制真值表WE CE1 CE2 OE WE CE1 CE2 OE 方式方式 I/OI/O0 0 0 0I/OI/O7 7 7 7 X H X X X H X X 未选中未选中未选中未选中 高阻高阻高阻高阻 X X L X X X L X 未选中未选中未选中未选中 高阻高阻 H L H H H L H H 输出禁止输出禁止 高阻高阻高阻高阻 H L H L H L H L 读读 OUTOUTL L H X L L H
25、X 写写 ININ2929第29页，此课件共68页哦2、动态RAMDRAMDRAM的基本存储单元是单个场效应管及极间电容的基本存储单元是单个场效应管及极间电容由于电容上的电荷会逐渐泄漏，需要定时充电以维持存储内容由于电容上的电荷会逐渐泄漏，需要定时充电以维持存储内容不丢失（称为不丢失（称为动态刷新动态刷新动态刷新动态刷新），所以动态），所以动态RAMRAM需要设置刷新电需要设置刷新电路，相应外围电路就较为复杂。路，相应外围电路就较为复杂。DRAMDRAM的特点是集成度高（存储容量大，可达的特点是集成度高（存储容量大，可达1Gbit/1Gbit/片以上）片以上），功耗低，但速度慢（，功耗低，但速
26、度慢（10ns10ns左右），需要刷新。左右），需要刷新。DRAMDRAM一般采用一般采用“位结构位结构”存储体：存储体：每个存储单元存放一位每个存储单元存放一位 需要需要8 8个存储芯片构成一个字节单元个存储芯片构成一个字节单元 每个字节存储单元具有一个地址每个字节存储单元具有一个地址 DRAMDRAM在微机中应用非常广泛，如微机中的内存条（主存）、在微机中应用非常广泛，如微机中的内存条（主存）、显卡上的显示存储器几乎都是用显卡上的显示存储器几乎都是用DRAMDRAM制造的。制造的。3030第30页，此课件共68页哦2164动态动态RAM 2164 2164 结构框图结构框图结构框图结构框图
27、行地址选通信号RAS有效，把输入的8位地址送至行地址锁存器；列地址选通信号CAS有效，把输入的8位地址送至列地址锁存器DDININ行行八八位位地地址址锁锁存存列列八八位位地地址址锁锁存存存存储储矩矩阵阵及及译译码码电电路路IOIO控控制制行列时行列时钟缓冲钟缓冲CASCASRASRASA A0 0A A7 7WEWED DOUTOUT2164的容量为的容量为64K1位，有位，有65536个单元，每个单元个单元，每个单元1位。位。寻址寻址65536个单元，个单元，65536 21616，需，需16根地址线。根地址线。2164A 内部将内部将16根根地址线地址线地址线地址线分为行、列地址线，各分为
28、行、列地址线，各8根，且分时工作，因此外部只需根，且分时工作，因此外部只需引出引出8根地址线。根地址线。3131第31页，此课件共68页哦21642164引脚排列及功能引脚排列及功能引脚排列及功能引脚排列及功能21646412345678NCDINWERASA0A2A1VDDVssCASDOUTA6A3A4A5A7161514131211109WEWE为低，进行写操作：为低，进行写操作：为低，进行写操作：为低，进行写操作：WEWE为高，进行读操作。为高，进行读操作。为高，进行读操作。为高，进行读操作。没有片选信号，实际中可用行选没有片选信号，实际中可用行选没有片选信号，实际中可用行选没有片选信
29、号，实际中可用行选RASRAS和列选和列选和列选和列选CASCAS作为片选信号。作为片选信号。作为片选信号。作为片选信号。A A0 0A A7 7：地址输入：地址输入：地址输入：地址输入CASCAS：列地址选通：列地址选通：列地址选通：列地址选通RASRAS：行地址选通：行地址选通：行地址选通：行地址选通WEWE：写允许：写允许：写允许：写允许D DININ：数据输入：数据输入：数据输入：数据输入D DOUTOUT：数据输出：数据输出：数据输出：数据输出VDDDD，Vssss：电源，地电源，地电源，地电源，地3232第32页，此课件共68页哦5.3 5.3 半导体只读存储器半导体只读存储器 只
30、读存储器只读存储器ROM是指在机器运行期间，只能读是指在机器运行期间，只能读出事先写入的信息，而不能将信息写入其中的存出事先写入的信息，而不能将信息写入其中的存储器。储器。只读存储器主要用来只读存储器主要用来保存固定的程序和数据保存固定的程序和数据保存固定的程序和数据保存固定的程序和数据。如监。如监控程序、启动程序、控程序、启动程序、BIOS等。等。对于可编程的对于可编程的ROM芯片，可用特殊方法将信息写入，芯片，可用特殊方法将信息写入，该过程称为该过程称为“编程编程”；对可擦除的；对可擦除的ROM芯片，可采用芯片，可采用特殊方法将原信息擦除，以便再次编程。特殊方法将原信息擦除，以便再次编程。
31、3333第33页，此课件共68页哦一、只读存储器的结构及分类DW-1地地址址译译码码器器存储矩阵存储矩阵NW输输出出缓缓冲冲器器A0A1AP-1D0D1ROM结构框图结构框图 三态门或开路门结构单向导通的选择开关阵列N4或N8结构1、只读存储器、只读存储器ROM的结构的结构3434第34页，此课件共68页哦掩膜编程的掩膜编程的ROM（Mask Programmed ROM）现场编程现场编程ROM（Programmable ROM）可改写的可改写的PROM（Erasable Programmable ROM）简称简称ROM，用掩膜工艺来控制基本存储电路的晶体管，用掩膜工艺来控制基本存储电路的晶体
32、管能否工作，以便达到预先写入信息的目的。能否工作，以便达到预先写入信息的目的。结构简单，集成度高，容易接口，价钱便宜。结构简单，集成度高，容易接口，价钱便宜。主要用作微型机标准程序存储器，也可用于存储数学用表主要用作微型机标准程序存储器，也可用于存储数学用表产品出厂时，没有存储任何信息，使用时由用户根据需要产品出厂时，没有存储任何信息，使用时由用户根据需要自行写入信息，一旦写入，不可更改。自行写入信息，一旦写入，不可更改。速度高，功耗大，典型应用是作为高速计算机的微程序存储器速度高，功耗大，典型应用是作为高速计算机的微程序存储器简称简称EPROM，用户既可以采用某种方法自行写入信息，用户既可以
33、采用某种方法自行写入信息，也可采用某种方法擦去并重新写入。也可采用某种方法擦去并重新写入。紫外线擦洗的紫外线擦洗的EPROM（UVEPROM）电擦洗的电擦洗的EPROM（E2PROM）作为微型机的标准程序或专作为微型机的标准程序或专用程序存储器用程序存储器可作为非易失性可作为非易失性RAM使用使用2、只读存储器、只读存储器ROM的分类的分类3535第35页，此课件共68页哦二、可擦除EPROM1.光擦除EPROM 2732存储容量为存储容量为4K84K82424个引脚：引脚：1212根地址线根地址线A A1111A A0 0 8 8根数据线根数据线DODO7 7DODO0 0 片选片选/编程编
34、程CE*/PGMCE*/PGM 读写读写OE*OE*编程电压编程电压V VPPPPVCCA8A9A11OE*A10CE*DO7DO6DO5DO4DO3123456789101112242322212019181716151413A7A6A5A4A3A2A1A0DO0DO1DO2GND3636第36页，此课件共68页哦2.电擦除可编程 EEPROM用加电方法，进行在线（无需拔下，直接在电路中）擦写（擦除和编程一次完成）有字节擦写、块擦写和整片擦写方法并行EEPROM：多位同时进行串行EEPROM：只有一位数据线3737第37页，此课件共68页哦EEPROM芯片28C64存储容量为8K828个引脚
35、：13根地址线A12A08根数据线I/O7I/O0片选CE*写数据允许线WE*输出数据允许线为OE*写数据结束状态线为RDY3838第38页，此课件共68页哦3、快速闪存存储器（、快速闪存存储器（FLASH MEMORY）快速闪存存储器简称闪存，于快速闪存存储器简称闪存，于1983年推出，是一种非易失性半年推出，是一种非易失性半导体存储器。导体存储器。特点：特点：掉电信息不丢失、快擦除、单一供电、高密度信息存储、掉电信息不丢失、快擦除、单一供电、高密度信息存储、读写速度快等。读写速度快等。l 用于构成存储卡，以代替软磁盘。已大量用于便携式计算机、数码相用于构成存储卡，以代替软磁盘。已大量用于便
36、携式计算机、数码相机、机、MP3播放器等设备。播放器等设备。l 用作内存，用于保存系统引导程序、系统初始参数等需长期保存的各用作内存，用于保存系统引导程序、系统初始参数等需长期保存的各种信息。种信息。主要用途：主要用途：3939第39页，此课件共68页哦5.4 5.4 主存储器系统设计主存储器系统设计一、存储器芯片的扩充一、存储器芯片的扩充微机中主存储器都是由半导体存储器组成，而单个半导体存储微机中主存储器都是由半导体存储器组成，而单个半导体存储器芯片，其容量有限，要组成实际需要的存储器，需要将若干器芯片，其容量有限，要组成实际需要的存储器，需要将若干芯片连接在一起。芯片连接在一起。半导体存储
37、器的组成形式，实际上是芯片的排列和连接方式，主要的方半导体存储器的组成形式，实际上是芯片的排列和连接方式，主要的方法有：法有：位并联法位并联法、字扩展法字扩展法以及以及字位扩展法字位扩展法。4040第40页，此课件共68页哦1、位并联法、位并联法适用于主存储器的字数（即存储单元数）与存储器芯片的字数相同，适用于主存储器的字数（即存储单元数）与存储器芯片的字数相同，但位数不够的情况，即由但位数不够的情况，即由MN芯片芯片M8主存储器。主存储器。扩充方法扩充方法 所需芯片数为所需芯片数为 ，其中，其中N是芯片每一存是芯片每一存储单元的位数储单元的位数 扩展方法：地址线：直接相连扩展方法：地址线：直
38、接相连 数据线：保留数据线：保留 读写控制线和片选控制线：直接相连读写控制线和片选控制线：直接相连4141第41页，此课件共68页哦例：用例：用16K1组成组成16K8的存储器。的存储器。（设（设CPU地址线为地址线为16根）根）D0D1D7CPU128CS CSCSA0A13WE实现方法：实现方法：用用8片片16K1的存储器芯片，并把所有芯片的地址线、的存储器芯片，并把所有芯片的地址线、片选线、读片选线、读/写控制线各自并联即可。写控制线各自并联即可。A0A0A0A13A13A13WED0WED1WED7CS4242第42页，此课件共68页哦扩充方法扩充方法 2 2、字扩展法、字扩展法、字扩
39、展法、字扩展法需需需需4 4片片片片16K8 16K8 芯片芯片芯片芯片(64/16)(64/16)地址线、数据线、读地址线、数据线、读地址线、数据线、读地址线、数据线、读/写控制线各自并写控制线各自并写控制线各自并写控制线各自并联联联联适用于主存储器的位数与存储器芯片的位数相同，但字数不够的适用于主存储器的位数与存储器芯片的位数相同，但字数不够的情况，即由情况，即由L8芯片芯片M8主存储器。主存储器。如：如：16K8 位存储器芯片位存储器芯片 64K8 主存储器主存储器片选信号线单独引出以区分各片选信号线单独引出以区分各片选信号线单独引出以区分各片选信号线单独引出以区分各 片地址片地址片地址
40、片地址4343第43页，此课件共68页哦例：由例：由例：由例：由16K8 16K8 位存储器芯片组成位存储器芯片组成位存储器芯片组成位存储器芯片组成64K864K8位位位位RAMRAM。A13A0WED7D0CS16K8WECS16K8WECS16K8WECS16K8WE地址线、数据线、读写地址线、数据线、读写控制线各自并联控制线各自并联片选信号线单独引出片选信号线单独引出以区分各片地址以区分各片地址4444第44页，此课件共68页哦3 3、字位扩展法、字位扩展法、字位扩展法、字位扩展法在字向和位向上均进行扩充在字向和位向上均进行扩充如：存储容量为如：存储容量为MN 位的存储器，若用位的存储器
41、，若用LK 位的存储器芯片位的存储器芯片组成。共需组成。共需 个存储器芯片。个存储器芯片。例：用例：用16K1位存储器芯片组成位存储器芯片组成64K8 位的存储器。位的存储器。扩展方法：扩展方法：先在位向上扩展，采用位并联法，每八片为一组，即一页；先在位向上扩展，采用位并联法，每八片为一组，即一页；然后在字向上扩展，采用字扩展法，共四组。然后在字向上扩展，采用字扩展法，共四组。组数每组芯片数4545第45页，此课件共68页哦字位扩展法组成的字位扩展法组成的字位扩展法组成的字位扩展法组成的64K864K8位位位位RAMRAMA13A0WECS16K1WECS16K1WECS16K1WECS16K
42、1WE8888D0D7D0D7D0D7D0D7D0D74646第46页，此课件共68页哦二、半导体存储器与二、半导体存储器与二、半导体存储器与二、半导体存储器与CPUCPUCPUCPU的连接的连接的连接的连接CPU MEM地址线地址线数据线数据线读写控制线读写控制线片内地址线片内地址线片选地址线片选地址线地址线地址线数据线数据线读写控制线读写控制线片选控制线片选控制线对应连接对应连接对应连接对应连接直接连接直接连接直接连接直接连接译码方案译码方案4747第47页，此课件共68页哦三、地址选择三、地址选择地址分配地址分配地址线的连接地址线的连接 一个存储器系统通常有许多存储器芯片组成的。为了能正
43、确实现存储器寻址寻址，必须用一部分的地址线（通常是低低位位）连到所有存储器芯片，实现）连到所有存储器芯片，实现片内寻址；另一些地址线；另一些地址线（通常是（通常是高位高位）通过地址译码作为芯片的片选信号，实现）通过地址译码作为芯片的片选信号，实现片片间寻址间寻址（页寻址），即（页寻址），即片选片选。通过地址译码实现片选的方法有三种：1 1、线选法、线选法、线选法、线选法直接将某些高位地址线直接将某些高位地址线接往存储器芯片的片选端。当该地址线为0 0或或1 1时，就选中该芯片；即用一根地址线选通一时，就选中该芯片；即用一根地址线选通一块芯片。块芯片。4848第48页，此课件共68页哦例：例：某
44、微机系统的地址为地址为16位位，欲扩展，欲扩展ROMROM和RAMRAM各各256256个字节。已知选用25682568的存储器芯片。的存储器芯片。将低8位地址线并联到各芯片的地址线端。将A14反相接ROM的CS；将A15反相接RAM的CS。即用高2位AB作片选。4949第49页，此课件共68页哦地址分配：地址分配：A A1515 A A1414 A A1313 A A1212 A A1111 A1010 A A9 9 A A8 8 A A7 7 A6 A A5 5 A4 4 A A3 3 A A2 A A1 A A0 0 0 10 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
45、0 10 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 A A1515 A A14 A A13 A12 A A11 A A1010 A A9 9 A8 8 A A7 7 A A6 6 A A5 A A4 4 A A3 3 A A2 A A1 1 A A0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 01 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1有用地址256字节4000H40FFH重叠地址4100H 7FFFH有用的地址256字节8000H80FFH重叠地址8100HBFFFHROM
46、RAM5050第50页，此课件共68页哦若系统中只有两片可用更简单方法：若系统中只有两片可用更简单方法：则地址分配：（一般复位IP0000指向ROM）ROM 0000H7FFFH32K RAM 8000HFFFFH32K 线译码电路简单，无需外加任何别的译码逻辑电路，但浪费了可用地址空间，出现了很大的地址重叠区，且地址空间不连续，给编程带来某些困难。常用于小型微机系统（容量小，芯片少）。5151第51页，此课件共68页哦2、全译码法、全译码法全译码法对全部地址线进行译码对全部地址线进行译码。将地址的低位直。将地址的低位直接接到存储器的芯片的地址端，实现片内寻址；将剩余接接到存储器的芯片的地址端
47、，实现片内寻址；将剩余的高位全部接译码器的输入端，经译码后的输出作片选，的高位全部接译码器的输入端，经译码后的输出作片选，实现片选寻址。实现片选寻址。例：某16位微机系统扩展2KB RAM和2KB ROM，用1K8的芯片，地址安排在64K空间的最低4K位置。5252第52页，此课件共68页哦5353第53页，此课件共68页哦地址分配：A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0
48、0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 10000H03FFH，20400H07FFH 30800H0BFFH，40C00H0FFFH1ROM2ROM3RAM4RAM5454第54页，此课件共68页哦将地址线低将地址线低10位位A A9 9-A-A0 0直接到芯片地址端，实现片内寻址
49、。将高将高6 6位地址经6 6：6464译码器，取译码输出的低译码器，取译码输出的低4 4位作片选。位作片选。当存储容量小于可寻址的存储空间，一般从译码器输出线选当存储容量小于可寻址的存储空间，一般从译码器输出线选中连续的几根作片选，多余的令其空闲，以便日后需要时扩中连续的几根作片选，多余的令其空闲，以便日后需要时扩充。如上使用充。如上使用Y Y0Y Y3，Y Y4 4Y6363空闲。空闲。将数据线并接到数据总线上。将数据线并接到数据总线上。将读信号MEMRMEMR接存储器读允许接存储器读允许OE，将写信号，将写信号MEMWMEMW接存储器写允许WE。全译码不浪费存储空间地址，全译码不浪费存储
50、空间地址，地址唯一地址唯一，地址不重叠，不重叠，且且连续，但译码电路比较复杂。，但译码电路比较复杂。5555第55页，此课件共68页哦3、部分译码部分译码在系统中如果不要求提供CPU可寻址的全部单元，则可采用线译码和全译码相结合的方法。将高位地址的部分地址线参入译码，一部分不参入译码。所以亦出现部分地址重叠。4、常用典型译码器常用典型译码器74LS1383：8译码器译码器5656第56页，此课件共68页哦关于译码器关于译码器用途：用途：输出端作片选输出端作片选译码器输入：译码器输入：CPU高位地址线高位地址线2：4译码器：译码器：2个输入，个输入，4个输出线个输出线3：8译码器：译码器：3个输