第五章 存储器及其接口.ppt

左旭坤（zxk78）,1,汇编语言与接口第五章：存储器及其接口,概述半导体存储器典型半导体存储器举例,左旭坤（zxk78）,2,第五章：存储器及其接口,概述半导体存储器典型半导体存储器举例,左旭坤（zxk78）,3,第五章：存储器及其接口概述,存储器是微机硬件系统的重要组成部分。功能：有了存储器，微机系统才具有“记忆”功能；才能把程序及数据的代码保存起来；才能使微机系统脱离人的干预，而自动完成信息处理的功能。,左旭坤（zxk78）,4,第五章：存储器及其接口概述,左旭坤（zxk78）,5,第五章：存储器及其接口概述,计算机系统存储体结构（金字塔结构）,主存储器用来存放活动的程序和数据，其速度高、容量较少、每位价格高。辅存储器主要用于存放当前不活跃的程序和数据，其速度慢、容量大、每位价格低。缓冲存储器主要用于在两个不同工作速度的部件之间起缓冲作用,左旭坤（zxk78）,6,第五章：存储器及其接口概述,存储器的性能指标存储器系统的三项主要性能指标是【容量】、【速度】和【可靠性】。1、存储器容量存储器容量是指存储器可以容纳的二进制信息总量，即存储信息的总位数（Bit）。设存储器的地址线和数据线位数分别是p和q，则该存储器的存储单元总数为2p，该存储器芯片的位容量为2pq。例如：存储器芯片6116，地址线有11根，数据线有8根,则该芯片的位容量是：位容量=2118=20488=16384位存储器通常是以字节为单位编址的，所以有时也用字节容量表示存储器容量，例如上面讲的6116芯片的容量为2KB，记作2K8。,左旭坤（zxk78）,7,第五章：存储器及其接口概述,存储器的性能指标存储器系统的三项主要性能指标是【容量】、【速度】和【可靠性】。,存储器的速度直接影响计算机的速度。存取速度可用存取时间和存储周期这两个时间参数来衡量。,存取时间：指CPU发出有效存储器地址从而启动一次存储器读写操作，到该读写操作完成所经历的时间，这个时间越小，则存取速度越快。目前，高速缓冲存储器的存取时间已小于5ns。,存储周期：连续启动两次独立的存储器操作所需要的最小时间间隔，这个时间一般略大于存取时间。,2、存取速度,1s=1000ms，1ms=1000s，1s=1000ns,左旭坤（zxk78）,8,第五章：存储器及其接口概述,存储器的性能指标存储器系统的三项主要性能指标是【容量】、【速度】和【可靠性】。,3、可靠性存储器的可靠性用MTBF(MeanTimeBetweenFailures)平均故障间隔时间来衡量，MTBF越长，可靠性越高。内存储器常采用纠错编码技术来检测和提高可靠性。其它性能指标：性价比、功耗等,左旭坤（zxk78）,9,第五章：存储器及其接口,概述半导体存储器典型半导体存储器举例,左旭坤（zxk78）,10,第五章：存储器及其接口概述,半导体存储器的分类,半导体存储器,RAM,ROM,SRAM,DRAM,PROM,EPROM,EEPROM,FlashROM,主存一般都是由半导体材料制成的，是一种半导体存储器。,左旭坤（zxk78）,11,第五章：存储器及其接口概述,半导体存储器的分类半导体存储器的分类如上图所示。主要分为两大类：随机存储器RAM（RandomAccessMemory）只读存储器ROM（ReadOnlyMemory）RAM分为静态RAM（SRAM，StaticRAM）动态RAM（DRAM，DynamicRAM）目前计算机内的主存储器都是DRAM，它的集成度高、功耗很低，缺点是数据易挥发，需要周期性再生。SRAM是非挥发的，所以不需要再生，但集成度比DRAM要低，计算机中的高速缓冲存储器大多用SRAM。,左旭坤（zxk78）,12,第五章：存储器及其接口概述,半导体存储器的分类只读存储器ROM对其内容只能读不能写入的存储器，它的内容是一般是一次性预先写入，不随着计算机程序的运行而频繁更改。ROM通常用来存放固定不变的程序、汉字字型库、字符及图形符号等。ROM分类：可编程只读存储器PROM(ProgrammableROM)：一次性地写入程序和数据，同时一经写入，就无法更改；可擦除只读存储器EPROM(ErasableProgrammableROM)：允许用户根据需要多次写入或用紫外线擦去ROM的内容；电可擦除只读存储器EEPROM(ElectricallyErasableProgrammableROM)：可用电信号进行清除和改写的存储器，与EPROM相比，不需要采用紫外线擦除。,左旭坤（zxk78）,13,第五章：存储器及其接口概述,半导体存储器的分类只读存储器ROM快擦型存储器(FlashMemory)快擦型存储器是不用电池供电的、高速耐用的非易失性半导体存储器，它以性能好、功耗低、体积小、重量轻等特点活跃于便携机存储器市场。快擦型存储器具有EEPROM的特点，可在计算机内进行擦除和编程，它的读取时间与DRAM相似，而写时间与磁盘驱动器相当。快擦型存储器有5V或12V两种供电方式。对于便携机来讲，用5V电源更为合适。快擦型存储器操作简便，编程、擦除、校验等工作均已编成程序，可由配有快擦型存储器系统的中央处理机予以控制。,左旭坤（zxk78）,14,ROM分类：,第五章：存储器及其接口概述,EPROM烧录器,EPROM擦除器,FlashMemory（主板bios）,左旭坤（zxk78）,15,第五章：存储器及其接口概述,半导体存储器的分类在设计微机系统时，通常需要设计三类存储器,RAM：用来在系统运行时，装载指令和数据。ROM：用来存放系统程序。FLASH：在系统调试阶段，存放需要调试的程序。,左旭坤（zxk78）,16,存储体示意图,半导体存储器的存储体存储体是存储1和0信息的电路实体，它由许多个存储单元组成，每个存储单元一般由若干位(如：8位)组成，每一位需要一个存储元件，每个存储单元有一个编号，称为地址。,第五章：存储器及其接口概述,左旭坤（zxk78）,17,第五章：存储器及其接口,概述半导体存储器典型半导体存储器举例,左旭坤（zxk78）,18,第五章：存储器及其接口典型半导体存储器的使用,一、32k*8（bit）SRAM62256,地址总线：和CPU的地址线相连，确定需要访问的存储单元地址。,/CS,左旭坤（zxk78）,19,第五章：存储器及其接口典型半导体存储器的使用,一、32k*8（bit）SRAM62256,输入/输出口：和CPU的数据线相连，负责与CPU之间传递数据。,/CS,左旭坤（zxk78）,20,第五章：存储器及其接口典型半导体存储器的使用,一、32k*8（bit）SRAM62256,/CS,左旭坤（zxk78）,21,第五章：存储器及其接口典型半导体存储器的使用,一、32k*8（bit）SRAM62256,/CS,左旭坤（zxk78）,22,第五章：存储器及其接口典型半导体存储器的使用,一、32k*8（bit）SRAM62256,/CS,左旭坤（zxk78）,23,CS信号和地址译码器当CPU访问存储器时，首先要使能该存储器，即，在存储器的CS引脚上接入一个低电平。常用地址译码器来实现这个功能。常见的地址译码器如74LS138。,第五章：存储器及其接口典型半导体存储器的使用,引脚功能A0A2地址端Y0Y7输出端E1E3选通端,左旭坤（zxk78）,24,地址译码器输出真值表,第五章：存储器及其接口典型半导体存储器的使用,A0A2三端不同的输入组合可得到8种输出，故称3-8译码器,思考：如何实现5-32译码电路？,左旭坤（zxk78）,25,第五章：存储器及其接口典型半导体存储器的使用,工作过程：当ABA0A1A2=00000时，1#3-8译码器的Y0=0当ABA0A1A2=11111时，4#3-8译码器的Y7=0,4片3-8译码器的E1和E2都接地，E3接2-4译码器输出,5-32译码电路,左旭坤（zxk78）,26,第五章：存储器及其接口典型半导体存储器的使用,62256RAM和8086CPU的连接,左旭坤（zxk78）,27,第五章：存储器及其接口典型半导体存储器的使用,62256RAM和8086CPU的连接,连线说明：Y1作为存储器的CS信号，当74ls138的A0=1;A1=A2=1时，Y1=0所以，当CPU的：A15=1;A16=A17=0时，Y1=0。,左旭坤（zxk78）,28,第五章：存储器及其接口典型半导体存储器的使用,62256RAM和8086CPU的连接,左旭坤（zxk78）,29,第五章：存储器及其接口典型半导体存储器的使用,62256RAM和8086CPU的连接,连线说明：综上所述，按此连线方法此片62256的地址范围为：C8000HCFFFFH共有32k个存储单元,注意：连线方式不同，62256的地址范围就不同！,左旭坤（zxk78）,30,第五章：存储器及其接口典型半导体存储器的使用,62256RAM和8086CPU的连接,连线说明：,左旭坤（zxk78）,31,第五章：存储器及其接口典型半导体存储器的使用,62256RAM和8086CPU的连接,工作过程：例如，有如下程序段MOVAX,0C800HMOVDS,AXMOVBL,0001H程序段的功能是把C80001存储单元的数据，读到BL中。当第三条指令执行时，CPU有如下动作：M/IO=1，表示CPU与存储器之间传递数据；A19A0=11001000000000000001，选中存储器C80001单元。RD=0，表示读操作。D0D7,数据总线上传递数据。,左旭坤（zxk78）,32,第五章：存储器及其接口典型半导体存储器的使用,二、32k*8（bit）EPROM27256,/CS,左旭坤（zxk78）,33,第五章：存储器及其接口典型半导体存储器的使用,27256EPROM和8086CPU的连接,左旭坤（zxk78）,34,第五章：存储器及其接口典型半导体存储器的使用,27256EPROM和8086CPU的连接,连线说明：Y0作为存储器的CS信号，当74ls138的A0=A1=A2=0时，Y0=0所以，当CPU的：A15=A16=A17=0时，Y0=0。,左旭坤（zxk78）,35,第五章：存储器及其接口典型半导体存储器的使用,27256EPROM和8086CPU的连接,左旭坤（zxk78）,36,第五章：存储器及其接口典型半导体存储器的使用,27256EPROM和8086CPU的连接,连线说明：综上所述，按此连线方法，此片27256的地址范围为：C0000HC7FFFH存储单元个数为32k,注意：连线方式不同，27256的地址范围就不同！,左旭坤（zxk78）,37,第五章：存储器及其接口典型半导体存储器的使用,8086CPU同时连接62256RAM和27256EPROM,ROM的地址从C0000HC7FFFH；RAM紧随其后，从C8000HCFFFFH。,左旭坤（zxk78）,38,第五章：存储器及其接口典型半导体存储器的使用,思考题：现有容量为512*8的SRAM芯片若干，若希望系统存储容量为16k*8，请设计存储器连接线路。,思路：单个芯片为512*8，系统要求容量为16k*8，则需要的芯片总数为：(16k*8)/(512*8)=32,因此，整个系统需要32个片