第五章 并行存储器扩展

第五章半导体存储器及其应用,5-1随机读写存储器RAM,5-2只读存储器ROM,5-3存储器的连接,一半导体存储器的分类,DRAM动态RAM：使用电容作存储元件，需要刷新电路。集成度高，反应快，功耗低，但需要刷新电路。,5-1随机读写存储器,存储器中的信息可读可写，但失电后会丢失信息。1.双极型：由TTL电路组成基本存储单元，存取速度快。2.MOS型：由CMOS电路组成基本存储单元，集成度高、功耗低。SRAM：静态RAM。存储单元使用双稳态触发器，可带电信息可长期保存。,三存储器外部信号引线：D07数据线：传送存储单元内容。根数与单元数据位数相同。A09地址线：选择芯片内部一个存储单元。根数由存储器容量决定。,二存储器结构框图,R/W(OE/WE)读写允许线打开数据通道，决定数据的传送方向和传送时刻。,CS片选线：选择存储器芯片。,当CS信号无效，其他信号线不起作用。,二存储器结构框图,存储器内部为双向地址译码，以节省内部引线和驱动器,单向译码需要1024根译码输出线和驱动器。,如：1K容量存储器，有10根地址线。,双向译码X、Y方向各为32根译码输出线和驱动器，总共需要64根译码线和64个驱动器。,5-1-1静态RAMIntel6116、6264,5-2只读存储器（ROM）,工作时，ROM中的信息只能读出，要用特殊方式写入(固化信息)，失电后可保持信息不丢失。1.掩膜ROM：不可改写ROM由生产芯片的厂家固化信息。在最后一道工序用掩膜工艺写入信息，用户只可读。2.PROM：可编程ROM用户可进行一次编程。存储单元电路由熔丝相连，当加入写脉冲，某些存储单元熔丝熔断，信息永久写入，不可再次改写。,5-2只读存储器（ROM）,3.EPROM：可擦除PROM用户可以多次编程。编程加写脉冲后，某些存储单元的PN结表面形成浮动栅，阻挡通路，实现信息写入。用紫外线照射可驱散浮动栅，原有信息全部擦除，便可再次改写。4.EEPROM：可电擦除PROM既可全片擦除也可字节擦除，可在线擦除信息，又能失电保存信息，具备RAM、ROM的优点。但写入时间较长。,5-2-1EPROM2716,5-2-2EEPROM2816,4读写线OE、WE(R/W)连接读写控制线RD、WR。,5-3存储器的连接,存储器与微型机三总线的连接：,1数据线D0n连接数据总线DB0n2地址线A0N连接地址总线低位AB0N。3.片选线CS连接地址总线高位ABN+1。,5-3-1存储器芯片的扩充,用多片存储器芯片组成微型计算机系统所要求的存储器系统。要求扩充后的存储器系统引出线符合微型计算机机的总线结构要求。,一.扩充存储器位数例1用2K1位存储器芯片组成2K8位存储器系统。例2用2K8位存储器芯片组成2K16位存储器系统。,例1用2K1位存储器芯片组成2K8位存储器系统。,当地址、片选和读写信号有效，可并行存取8位信息,例2用2K8位存储器芯片组成2K16位存储器系统。,地址、片选和读写引线并联后引出，数据线并列引出,二.扩充存储器容量,例用1K4位存储器芯片组成4K8位存储器系统。,片选方法：1.线选法微型机剩余高位地址总线直接连接各存储器片选线。2译码片选法微型机剩余高位地址总线通过地址译码器输出片选信号。多片存储器芯片组成大容量存储器连接常用片选方法。,二.扩充存储器容量,地址线、数据线和读写控制线均并联。为保证并联数据线上没有信号冲突，必须用片选信号区别不同芯片的地址空间。,例三片8KB的存储器芯片组成24KB容量的存储器。,确定各存储器芯片的地址空间：,设CE1、CE2、CE3分别连接微型机的高位地址总线AB13、AB14、AB15,ABi15141312111098765432101514131211109876543210：11000000000000001101111111111111=C000HDFFFH：10100000000000001011111111111111=A000HBFFFH：01100000000000000111111111111111=6000H7FFFH,2译码片选法3-8地址译码器：74LS138,2译码片选法,Y0、Y1、Y2分别连接三片存储器的片选端CE1、CE2、CE3,各片存储器芯片分配地址：,：0000H1FFFH：2000H3FFFH：4000H5FFFH,5-3-1存储器与单片机的连接,存储器与微型机三总线的一般连接方法和存储器读写时序。1.数据总线与地址总线为两组独立总线。,5-3-1存储器与单片机的连接,2.微型机复用总线结构数据与地址分时共用一组总线。,8位地址锁存器74LS373、8282,当单片机外接芯片较多，超出总线负载能力，必须加总线驱动器。,单向驱动器74LS244用于地址总线驱动双向驱动器74LS255用于数据总线驱动,二微型机总线扩展驱动,MCS-51用于扩展存储器的外部总线信号：P0.00.7：8位数据和低8位地址信号，复用总线AD07。P2.02.7：高8位地址信号AB815ALE：地址锁存允许控制信号PSEN：片外程序存储器读控制信号RD：片外数据存储器读控制信号WR：片外数据存储器写控制信号EA：程序存储器选择,5-3-3存储器与单片机的连接实例,5-3-3存储器与单片机的连接实例,一.扩展程序存储器电路：,8031扩展2KBEPROMIntel2716,常用EPROM芯片：Intel2716(2K8位)、2732(4KB)、2764(8KB)、27128(16KB)、27256(32KB)、27512(64KB)。,5-3-3存储器与单片机的连接实例,二.扩展数据存储器电路：,常用EPROM芯片：Intel6116(2KB)、6264(8KB)、62256(32KB)。,8031扩展2KBRAMIntel6116,四.单