第5章 存储器系统-1

1、学习指导和要求重点内容重点内容: :了解存储器分类及其性能指标掌握典型ROM和RAM的引脚信号 及与CPU的连接方法掌握存储器系统的扩展设计方法 1.只读存储器只读存储器ROM 定义：只能读出，不能写入，断开电源后，信息不会消失。 作用：存放固定的程序，如微机的监控程序、编译程序、系统软件以及常数、表格等。 掩模ROM：掩模技术制作，封装后不能改写。 PROM(可编程)：可由用户一次性编程写入，写入后 不能改写。 EPROM(紫外线可擦PROM)：用户可多次改写内容，紫外 线照射约半小时，所有存储位置位 E2PROM (电可擦PROM)：字节为单位多次用电擦除并可 直接在机内进行，故方便灵活。

2、 FLASH(闪存): 也是一种电擦写型ROM。 区别：EEPROM是按字节擦写，速度慢，而闪存 是按块擦写，速度快。 保存系统当前设置的各种参数。但需要有后备电源及掉电保护电路的支持。2.随机存取存储器随机存取存储器RAM(Random Access Memory) RAM中的信息不能长期保存,一旦停电时，所存信息会丢失。 RAM作用： 正在执行的程序和数据，中间运算结果和I/O数据等。 作堆栈(Stack) I/O数据缓冲器RAM的分类 ： SRAM(静态RAM)：双稳态电路为基础,状态稳定 价格较贵，用于高速缓存。DRAM(动态RAM)：电路简单，集成度高，功耗小 电容放电而丢失信息，所

3、以需定时刷新。 NVRAM(非易失性RAM)：由SRAM和E2PROM共同构成. 正常时为SRAM; 掉电或电源故障时；SRAM E2PROM 用于存储系统中的重要信息保存和掉电保护信息SDRAM(Synchronous DRAM)：同步动态随机存储器特点： DDR SDRAM（Double Data Rata SDRAM）:双速率同步动态随机存储器。特点：高速RAM 内存条: 单列直插存储模块SIMM（Single InLine Memory Module）双列直插存储模块DIMM（Dual InLine Memory Module） CPUDRAMCP外频时钟外频时钟解决CPU与DRAM之

4、间速度不匹配存取数据不需要提高时钟频率就能加倍提高SDRAM的速度，是目前作为内存的首选产品。高速RAM 2 几种典型的存储器芯片：一、只读存储器ROM(READ-ONLY MEMORY) 典型的只读存储器的方框图如下：ROMA0-A7CEOE数据线地址线控制线D0-D712345678910111213142827262524232221201918171615VPPA12A7A6A5A4A3A2A1A0D0D1D2GNDVCCPGMN、CA8A9A10A11CEOED7D6D5D4D3Intel 2764地址线：A0-A12 213=8K数据线8位D0D7Intel2764A的芯片引脚和功

5、能框图的芯片引脚和功能框图（8K*8）未接未接编程电压：编程时为12.5V，平时为5V编程位：低电平脉冲保留一定时间，则可编程写入输出允许端 片选信号1. Intel2764A的芯片的芯片 （8K*8）以EPROM芯片Intel2764A为例：A0-A12VppGNDVccPGMOECED0-D7CE：片选信号 有效，地址信号有效 否则，未选中芯片PGM：编程位，低电平脉冲保留一定时间，则可编程写入。Vpp：编程电压，编程时为12.5V，平时为5V。地址线：A0A12， （8K*8）数据线：D0D7OE：输出允许 有效，数据输出 否则，输出禁止Intel2764AA0A12CEOE2764（0

6、）D0-D7D8-D15D16-D23D24-D312764（1）2764（2）2764（3）EPROM的扩充： 字长的扩充字长的扩充：字长宽度不够时（8位32位）容量的扩充容量的扩充：字节容量不够时（8K*8-16K*8）2764（1）2764（2）D0D7A0A12OECE1CE2二二、随机随机存储器RAM （Random Access Memomy)6个MOS管组成的RS触发器，信息能够有效保存静态RAM（SRAM）的方框图（以61162K*8为例）SRAMA0A10D0D7CSOEWEWE：写允许输入信号 为0，允许写操作 为1，只允许读操作CSWEOE写使能信号读使能信号010101

7、01(SRAM)CPUCPU(SRAM)工作原理001110101.以Intel 6116为例，描述SRAM的工作过程 读出：CS=0，OE=0，WE=1，数据送到D7D0后输出到CPU。 写入时，CS=WE=0，OE=1，数据D7D0写入存储单元中。 CS=1，输入/输出三态门高阻，存储芯片与系统总线被隔离。2.常用的SRAM芯片：21系列：2114（1K*4），6116（2K*8），6264 （8K*8） ， 62256(32K*8)3.利用6116扩充为32位SRAM（2K*8-2K*32）6116（0）D0-D7D8-D15D16-D23D24-D316116（1）6116（2）611

8、6（3）A0A10CSOEWE0WE1WE2WE32K*32三、动态RAM (Dynamic RAM)2164A0-A7DinWERASCASDout地址线：A0A7（分时复用）数据线：Din, Dout控制线：RAS 行地址锁存信号 CAS 列地址锁存信号 WE 写允许信号 片选信号由RAS兼任3.常用的DRAM有： 2116（16K*1），2164A（64K*1），21256（256K*1），21464（64K*4), 421000（1M*1），424256（256*4），44100（4M*1） 2.以2164A为例：1.特点：集成度高，成本低，需动态刷新。4. DRAM芯片2164A的容

9、量为64K1位，8片2164A构成64KB的存储器。2164（1）2164（8）A0A7RASCASWEDin07 Dout0-7 数据线四、存储器片选信号及存储器芯片地址范围的确定四、存储器片选信号及存储器芯片地址范围的确定1.存储器片选信号与地址范围的关系 片选信号决定了存储器芯片的高位地址。2.由片选信号的产生电路图确定芯片地址的范围例1、EPROM芯片2764A，实模式下设片选信号的产生电路如下：芯片地址范围如下：FE000H-FFFFFHA0-A12D0D7OECEA0-A12D0-D7MRDC&A19A18A138K*8&A18A13A19CE则芯片地址范围如下：7E000H-7F

10、FFFH此片选信号采用的是全译码方式：即高位地址全部参与译码。若片选信号产生电路如下：思考：思考：用2716（2K*8）构成存储器，要求地址范围为BF800HBFFFFH，采用全译码，片选信号应如何产生。例2、以SRAM芯片6116（2K*8）为例，设实模式下的片选信号产生电路如下：CE&A18A17A12A19-A16 A15-A12 A11-A8 A7-A0 地址范围 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0-0 7F000H-0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1-1 7FFFFH1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0-0 FF000H-1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1-1 FFFFFH部分译码方式：即存储芯片占据多个地址范围，其中任意一个地址区域用户均可使用，但剩余的地址