第4章+半导体存储器.ppt

半导体存储器,第四章半导体存储器,存储器,第4.1节存储器计算机存储器分类（一）按材料分类磁性存储器如磁盘（软盘、硬盘）、磁带、磁芯光盘CDROM只读光盘：容量大、适合存放系统软件CDRAM读写光盘：容量大、可改写、适合较高档计算机的外存半导体存储器体积小，速度快，功耗低，是计算机的主要存储器。CACHE、ROM、RAM均是半导体存储器，由大规模集成电路制成。,存储器,（二）按在计算机中的位置分类内部存储器（内存）通常直接与系统总线相连，可细分为：内部CACHE在CPU内作为一个高速的指令或数据缓冲区。一级CACHE，二级CACHE均指内部CACHE。外部CACHE通常制作在主板上，比主存储器的速度快，介于内部CACHE和主存之间的一个缓冲区。主存储器计算机系统主要使用的空间。要求速度快，体积小，容量大。一般为半导体存储器。,存储器,外部存储器通常是通过总线接口电路与系统总线相连。要求容量大、掉电信息不丢失，速度可以慢些。如磁盘、光盘,半导体存储器,半导体存储器（一）按器件分类双极性TTL电路速度较快（1050nS）、集成度低、功耗大、成本高MOSNMOS和CMOS两种，现大量使用CMOS存储器，存储速度可达几纳秒。特点：集成度高(单片可达1Gb)、功耗小、成本低电荷耦合器速度快、但成本较高,半导体存储器,（二）按存储功能分类读写存储器随机读写存储器(RAMRandomAccessMemory)可对任一单元进行读写，是计算机主存储器。62*系列先进后出存储器（LIFOLastInFirstOut）寄存器、堆栈先进先出存储器（FIFOFirstInFirstOut）寄存器、队列只读存储器（ROMReadOnlyMemory）只能读（用特殊方法可写入），掉电信息不丢失，可作为主存储器存放系统软件和数据等。ROM可分为：,半导体存储器,固定ROM（掩膜ROM）由制造厂家固化内容，不可修改可编程只读存储器PROM由用户固化内容，但不可修改紫外线擦除只读存储器EPROM27*系列：2716、2732、2764，27040电擦除只读存储器EEPROM、FLASHEEPROM（28*系列）：2817、28C64、28C256FLASH：29F010、29F020,半导体存储器,（三）半导体存储器的容量表示存储器容量常用：字*位数字：一个独立的信息单元，有独立统一的地址。位数：一个信息单元的二进制长度（一般为1位、4位、8位）例一片62256为RAM存储器，容量为：32K*8地址线15根数据线8根RAM的控制信号线3根(WE、OE、CE)(62256逻辑图见后）,RAM电路结构,第4.2节RAM电路结构基本概念MOS型RAM一般可分为：SRAM（静态RAM）使用触发器存储信息，速度快。如：62648k*8、6225632K*8、62010128K*8DRAM（动态RAM)使用电容存储信息，速度慢，因电容有漏电，所以需要定时刷新。DRAM的刷新是按行进行刷新的。计算机中的主存多以DRAM为主。,内存的两种形式,计算机内存的两种常见形式计算机上把内存芯片集成在一小条印刷电路板上，称为内存条。常见的有30线、72线、168线、200线。这是指内存条与主板插接时有多少个接点（又称金手指）SIMM：单列存储器模块。只将芯片做在电路板的一边DIMM：双列存储器模块。将内存芯片做在内存条两边，即电路板两边。,单地址译码,存储器的内部译码一个1K*1的存储器，具有1024个存储单元，每个单元为1位，存储器内部寻址可用单地址译码和双地址译码两种方式。单地址译码,方法：由10根线产生1024根存储单元选择线，每根线选中一个存储单元。缺点：引线太多，译码器为10:1024,制造较困难,双地址译码,双地址译码用5根线译码产生32根行选择线，用另外5根线译码产生32根列选择线，共产生64根地址选择线。注：此时可将RAM看作一个矩阵，读数据时需给出行地址信号RAS(RowAddressSignal)和列地址信号CAS(ColumnAddressSignal)。通常先给RAS，再给CAS，经过一段时间延时，便可以在数据端读出数据容量特别大时可采用多地址译码,由两个5:32译码器组成行列形式选中单元，减少了引线,基本存储单元,基本存储单元NMOS静态RAM的存储器单元电路如下,说明：T1,T2为开关管，T3,T4为负载管，导通电阻r3,r4r1,r2。T1T3和T2T4构成两个反向器按正反馈连接，构成触发器。Xi高电平，T5,T6及其他与Xi相联的开关管导通，每一单元与数据线相连。Yi为高电平，T7,T8导通，此时仅有XiYi单元与外部数据线连通，可对该单元进行读写。,62256,典型存储器芯片和译码芯片（一）6225632K*8的CMOS静态RAM,62256工作表,27256,（二）2725632K*8EPROM,74LS138,（三）74LS1383-8译码器,8086存储器系统,第4.3节8086存储器系统8086存储器空间8086CPU有20根地址线，16根数据线，寻址空间为1MB偶地址数据由数据线低8位传送奇地址数据由数据线高8位传送奇、偶地址数据存取分别由BHE和A0控制,小模式下存储器读写控制信号,存储器连接,存储器连接例1由2片62256（32K*8RAM）组成64K*8RAM的8086计算机存储器系统连接（两种方式）(一）控制奇偶片的写使能WE说明地址信号A0A19和BHE是8086CPU经锁存器8282或74LS373锁存后产生的信号数据总线D0D15是8086CPU的AD0AD15经8286或74LS245缓冲后产生的信号MEMR和MEMW在最小模式下由8086CPU的M/IO和RD、WR信号产生，在最大模式下由8288产生,存储器连接,IC0为偶地址存储器，其数据由数据总线低8位传送。IC1为奇地址存储器，其数据由数据总线高8位传送。由A0和BHE控制写信号实现奇偶地址写操作。A16A19由74LS138译码选中存储器三种情况mov2000h,al从偶地址开始写一个字节mov2000h,ax从偶地址开始写一个字mov2001h,ax从奇地址开始写一个字,（二）控制奇偶片选CS,全译码,存储器空间的使用（一）全译码采用全地址译码方式，计算机的全部地址空间都可以使用例2用2片62256（32K*8RAM）和2片27256（32K*8EPROM）组成8086计算机存储器系统。要求EPROM的起始地址为F0000H，RAM的起始地址为00000H，使用全地址译码方式，试画出计算机的存储器连接图，并写出地址范围。,全译码说明,说明用2片74LS138（三-八译码器）对8086计算机系统的高四位地址进行译码，译出16个存储区域。由A0和BHE与MEMW信号组合产生写选通。,部分译码,（二）部分译码小系统中一般存储器的容量仅是CPU寻址空间的一部分，这时可采用部分译码电路例3用2片62256（32K*8RAM）组成一个64KB存储器译码器译码IC0和IC1地址为000000FFFFH和800008FFFFH地址有重叠,线译码,线译码IC0和IC1地址范围为000000FFFF200002FFFF400004FFFF600006FFFF800008FFFFA0000AFFFFC0000CFFFFE0000EFFFF8个区互相重叠,线译码,不译码,不译码例4用2片27256（32K*8EPROM）组成一个64KB存储器这种译码方式将所有的地址空间都分配给了这2片EPROM,不译码,作业4：试画出2716、2732、2764、27128、27256、27512、27010、27020、27040芯片的引脚图和逻辑图，写出功能表，并画出操作时序。画出静态RAM2114、6116、6264芯片的引脚图和逻辑图，写出功能表，并画出操作时序。IBMPC/XT计算机扩展槽上与存储器连接的