第六章 内存储器接口.ppt

第六章内存接口(6小时)，第四节16位、32位和64位计算机内存系统，现代计算机接口技术，出口，第一节内存设备(2小时)，知识概述，第二节地址解码(2小时)，第三节内存扩展技术(2小时)，第一节内存设备，第6.1.1节内存概述，出口，现代计算机接口技术，1。内存有两个基本操作读和写。2.所有存储器芯片都配有地址引脚、数据引脚、读写控制引脚和芯片选择引脚。6.1.2内部存储器的分类和提取，现代计算机接口技术，内部存储器，只读存储器，双极型随机存取存储器，屏蔽模式只读存储器，可编程只读存储器，可擦除可编程只读存储器，随机存取存储器，静态随机存取存储器，1。随机存取存储器RAM1。双极型随机存取存储器的主要特点：存取时间短，通常在几纳秒到几十纳秒之间；其集成度低、功耗高、价格高。2.金属氧化物半导体随机存取存储器由金属氧化物半导体器件组成，可分为静态随机存取存储器和动态随机存取存储器。exit，现代计算机接口技术，6.1.2，2，只读存储器ROM1。屏蔽模式只读存储器这种芯片以最低的成本存储稳定的信息。它适用于存储一些可以大量生产的固定程序或数据。2.可编程只读存储器的用户可以读出其内容，但不能再改变其内容。3.可擦可擦可擦可编程只读存储器芯片根据擦除方法的不同可分为两种类型。(1)一种是用紫外线进行擦除。这种用紫外线擦除的可编程只读存储器被称为可编程只读存储器。另一种是用电学方法擦除。这种类型的可编程只读存储器被称为可编程只读存储器。擦除后，仍可重新编程，并可写入新内容。擦除和重新编程可以执行多次。现代计算机接口技术，退出，6.1.3内存芯片的主要技术指标，1。存储容量存储芯片的存储容量用“每存储单元数的存储单元数”来表示。当确定计算机的内存时，可以少用几个大容量的芯片，这不仅使电路连接简单，而且降低了功耗。2.访问时间和访问周期访问时间也称为内存访问时间，即启动内存操作(读或写)以完成操作所需的时间。当中央处理器读写内存时，其读写时间必须大于内存芯片的额定访问时间。如果不能满足这个要求，微型计算机就不能正常工作。访问周期是连续启动两个独立的内存操作所需的最短时间。如果访问时间为tA，访问周期为TC，则两者之间的关系为TCtA。现代计算机接口技术，出口，6.1.3，3。可靠性目前使用的半导体存储芯片的平均故障间隔时间约为5l06 l108小时。4.功耗采用低功耗的存储芯片构成存储系统，不仅可以降低对功耗的要求，还可以提高存储系统的可靠性。现代计算机接口技术，exit，6.1.4随机存取存储器存储元件和外部特性，1，静态存储器1。静态随机存取存储器存储元件静态随机存取存储器的基本存储电路(即存储元件)通常是由六个金属氧化物半导体晶体管组成的双稳态电路，如图6.1所示。2.SRAM 6264芯片的外部特性是一个8k 8位CMOS随机存储器芯片，其引脚如图6.2所示。A0 Al 2333613地址信号线。存储器芯片上地址线的数量决定了芯片有多少存储单元。通常，这13条地址线通常连接到系统地址总线的低13位，以便中央处理器能够寻址芯片上的每个单元。现代计算机接口技术，exit，6.1.4，d0 d733608双向数据线。对于静态随机存取存储器芯片，数据线的数量决定了芯片上每个存储单元中二进制数字的数量。使用时，这8条数据线连接到系统的数据总线。CS1和CS2:芯片选择信号线。运行经验：输出允许信号。只有当它处于低电平时，中央处理器才能从通常连接到系统总线MEMW的芯片中读取数据。我们：写许可信号。当WE为低电平时，允许数据写入芯片，通常连接到系统总线的MEMW。其它引脚：Vcc为5V电源，GND为接地端，数控为空端。现代计算机接口技术，出口，6.1.4，2。动态存储器1。动态随机存储器单元单管动态存储器单元电路如图6.3所示。2.2的外部特征。动态随机存取存储器图6.4显示了2164A的引脚图。其引脚功能如下：A0 A7:地址输入线。动态随机存取存储器芯片的结构特征在于芯片上的地址引脚被多路复用。两次发送到芯片的地址分别称为行地址和列地址。在相应锁存信号的控制下，它们被锁存到芯片内部的行地址锁存器和列地址锁存器中。DIN和DOUT:芯片的数据输入和输出线。线路数据锁存信号。列数据锁存信号。我们：写许可信号。当它为低电平时，允许写入数据。相反，当WE=1时，数据可以从芯片中读取。现代计算机接口技术，退出，6.1.5只读存储器存储元件和外部特征，第一，EPROM1。EPROM存储元件其基本存储单元的结构和工作原理如图6.5所示。2.EPROM的外部特性27256的外部引脚如图6.6所示。这是一个32k 8位的EPROM芯片。27256的每个引脚如下：A0 Al4: L5地址输入线。D0 D7: 8条双向数据线。CE:电影选择信号，低电平有效。运行经验：输出允许信号，低电平有效。当OE=0时，芯片中的数据可以从端子D0至D7输出。Vpp:编程电压输入。在编程期间，应向该端子施加高编程电压。不同的芯片对VPP值有不同的要求，可以是12.5伏、15伏、21伏、25伏等。现代计算机接口技术，出口，6.1.5，2。EEPROM1。EEPROM存储器元件2的存储器结构图如图6.7所示。2.EEPROM的外部特性是一个8K8位EEPROM，其引脚如图6.8所示。其中：A0 A12: 13地址线。D0 D7: 8条数据线。CE:电影选择信号，低电平有效。运行经验：输出允许信号，低电平有效。写使能信号，低电平有效。就绪/忙碌：状态输出。当98C64A正在执行程序写入时，此引脚为低电平。写完后，这个引脚变高。由于在当前数据被写入时，98C64A没有接收到由中央处理器发送的下一个数据，中央处理器可以通过检查该引脚的状态来判断写入操作是否完成。现代计算机接口技术退出第2节地址解码由中央处理器输出的地址引脚如何与存储芯片的地址连接？通常，中央处理器的地址引脚与同名存储芯片的地址引脚直接相连。中央处理器的剩余地址引脚，即高位地址，通过解码连接到存储芯片的芯片选择端。现代计算机接口技术，exit，6.2.1地址译码方法，内存地址译码方法可分为两种，一种叫全地址译码，另一种叫部分地址译码。首先，全地址解码意味着所谓的全地址解码是在形成存储器时使用所有地址总线信号，即所有高阶地址信号被用作解码器的输入，并且低阶地址信号被连接到存储器芯片的地址输入线，使得存储器芯片上的每个单元在整个存储器空间中具有唯一的地址。如图6.9所示。这是静态随机存取存储器6264和8086/8088系统的连接图。可以看出，只要A19至A13是下面的二进制位，就可以访问6264个存储单元，并且特定的存储单元由较低的13位(A12至A0)确定。现代计算机接口技术，exit，6.2.1，0111101 6264的地址范围是：01111010000000000000=3E000H到00111111111111111111=3FFFFH如果图6.9中的与非门改变为或门，如图6.10所示，6264的地址范围变为84000 h 85fffh。第二，部分地址解码方法，顾名思义，是仅将地址总线的地址信号线的一部分连接到存储器，通常使用高阶地址信号的一部分(不是全部)作为芯片选择解码信号。图6.11是部分地址解码的例子。现代计算机接口技术，出口，6.2.1。从图6.11可以看出，当a19 A0为下列二进制位时，可以访问6264个存储单元。当A14A 13=00:1111100000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000否则会引起总线竞争，使微机无法正常工作。现代计算机接口技术，退出，6.2.2通用解码装置，1，3-8线解码器集成电路装置有许多专用解码器，其中74LS138常用作记忆解码装置，其引脚图如图6.12所示。其真值表如表6.1所示。例如，对于以8088为中央处理器的微机系统，其随机存取存储器系统由8块6264组成，要求存储范围为50000小时至5个小时。采用74LS138作为解码装置，全解码，连接图如图6.13所示。现代计算机接口技术，出口，6.2.2，2。PROM地址解码图6.14描述了用82S147PROM(5128).替换图6.14的74LS138解码器表6.2描述了编程到每个可编程只读存储器单元中的二进制值。由于一个新的可编程只读存储器单元都是逻辑1，256个单元中只需要写入8个单元。3.PAL可编程解码器图6.15描述了PAL16L8，而不是图6.14中的PROM解码。其编程程序如下：现代计算机接口技术，exit，6.2.2，CHIPDECODERPAL16L8针脚s 12345678910 a19 a18 a17 a16 a15 a14 a13 cncgnd；引脚s 11121314151617181920n co8 o 7 o 6 o 5 o 4 o 3 o 2 o 1电压电容/O1=/A19 * A18 */A17 * A16 */A15 */A14 */A13/O2=/A19 * A18 */A17 * A16 */A15 */A14 * A13/O3=/A19 * A18 */A17 * A16 */A15 * A14 */A13/O4=/A19 *用于位扩展的电路连接方法是连接所有地址线和控制线(包括芯片选择信号线、读/写信号线等)。)的每一个具有相同名称的存储器芯片，并引出它们的数据线以分别连接到数据总线的不同位。连接方法如图6.16所示。现代计算机接口技术，退出，6.3.2字扩展内存容量，字扩展是内存