微机原理及应用 课件 7.1 半导体存储器

微机原理及应用第七章认识储存器系统第一讲半导体存储器讲授：殷慧在前面我们主要学习了微机系统的指令系统和汇编语言，这属于微机系统的软件部分半导体存储器指令系统汇编语言微机系统的软件部分从本周开始，我们来学习微机系统的硬件部分相关内容。微机系统的硬件部分我们这一章要学习的是关于存储器的部分;首先来了解一下半导体存储器的相关知识半导体存储器存储器部分我们在前面提到80888086系统可访问1MB的内存空间;这里的1MB内存空间就是存储器80888086系统可访问1MB的内存空间存储器我们说到1MB是什么含义呢?1MB是什么含义?就是它具有2的20次方个存储数据的房间，每个房间可以存储1个字节的数据或者说是8个比特的数据;这里的每一个比特我们跟它叫做存储元

1MB可存储1个字节的数据或8个比特的数据每个比特叫存储元存储元是能够存放一位二进制数的半导体器件;存储元存放一位二进制数的半导体器件在8088和8086系统中每个存储单元是由8个存储元构成的。每个存储单元由8个存储元构成80888086整个存储器就是由这些能够表示二进制数0和1的具有记忆功能的半导体器件组成的。如图所示，是微机系统中内存储器的样子，我们通常称它为内存条;它就插在机箱的插槽内，打开机箱你就能看到;它通常是由八个芯片来构成存储器由能够表示二进制数“0”和“1”具有记忆功能的半导体器件组成微机系统内存储器通常称它为内存条内存条插在机箱的插槽内，通常由八个芯片来构成半导体存储器分为两种一种叫做随机存取存储器英文是RAM,意思是存储在这种器件上的数据可以被随时读取或写入随机存取存储器英文是RAM存储在这器件上的数据可被随时读取或写入半导体存储器第一种RAM又分两类，一类是静态RAM，另一类是动态RAM；静态RAM动态RAMRAM静态RAM的每个存储元是由晶体管构成的双稳态电路构成，能够稳定的存储0或1的状态静态RAM每个存储元由晶体管构成的双稳态电路构成稳定存储0或1的状态但是，由于每个存储元包含了若干个晶体管，所以占据的面积比较大，那么每个芯片上集成的存储元的个数就比较有限占据的面积比较大芯片上集成的存储元个数有限包含若干个晶体管存储元所以静态RAM的性能稳定，但是存储空间小，价格昂贵，在微机系统中使用的并不多性能稳定静态RAM存储空间小、价格昂贵微机系统中使用不多在微机系统中，使用的更多的是动态RAM使用更多是动态RAM微机系统动态RAM的每个存储元是由一个晶体管和一个电容构成，它虽然也能够存储0或1的状态，晶体管电容动态RAM也能存储0或1的状态但是，由于电容容易泄露，所以它保持1的性能不够稳定，保持1的性能不够稳定电容易泄露为了让每个存储元能够稳定的保持1，在存储元的周围还有控制电路，专门用来定期给状态为1的电容充电，以保持它的状态存储元稳定保持1存储元周围有控制电路定期给状态为1的电容充电保持状态但即使这样，在一个芯片上能够集成的存储元的个数也能够达到几个G芯片上集成的存储元个数达到几个G因此，动态RAM的存储空间比较大，价格便宜，在微机系统中被使用动态RAM存储空间大，价格便宜微机系统中被使用动态RAM的技术也在不断发展，它的容量越来越大，性能也在提升不断发展容量越来越大性能在提升动态RAM技术另一类半导体存储器被称为只读存储器;英文是ROM半导体存储器称为只读存储器英文是ROM半导体存储器第二种它也分两类；第一类是掩膜ROM和一次性可写ROM掩膜ROM一次性可写ROM第一类ROM这种技术是用光刻的方式将要存储的程序和数据刻在ROM上，它是真的只能读的存储器，一旦内容被写完就不能修改了将要存储的程序和数据刻在ROM光刻方式它是只读存储器，一旦内容被写完则不能修改另一类是EPROM和EEPROMEPROMEEPROM第二类ROM这种技术的存储器内容其实是可读可写的，只是它们写入的时候要比RAM麻烦得多，做不到实时的写入可读可写存储器内容写入时比RAM麻烦，不能实时写入这么一比较，你是不是觉得RAM比ROM好，有RAM为什么还有人要用ROM呢？有RAM为什么还要用ROM？这是因为RAM一定要上电才能保持数据，一旦断电，它上面的数据就消失了，通电才能保持数据RAM一旦断电，数据消失所以，在微机中，专门利用了RAM读写速度快的优势，让它直接跟CPU交换数据，用于存储程序或临时产生的数据等。利用RAM读写速度快的优势微机直接跟CPU交换数据用于存储程序或临时数据而ROM是断电保持的，所以存储在ROM中的数据一般是装入整机前事先写好的，在微机工作的时候直接读出。所以ROM中的数据稳定，不会因为断电而消失。断电保持ROMROM数据稳定，不会因断电而消失存储的数据是事先写好，微机工作时直接读出最后，我们来看一下半导体存储器的技术指标;它包括存储容量，即存储单元个数乘以每个单元的二进制位数半导体存储器的技术指标存储容量存储单元个数×每个单元的二进制位数如果每个单元的二进制位数是1个比特，我们用小写的b来表示用小写b来表示如果每个单元的二进制位数是1个比特如果每个单元的二进制位数是8个比特，我们用大写的B来表示用大写B来表示如果每个单元的二进制位数是8个比特用小写b来表示如果每个单元的二进制位数是1个比特所以8088和8086的内存空间我们使用1M大写的B来表示的，表示每个内存空间可以存放8个比特，即一个字节。表示每个内存空间可存放8个比特，即一个字节内存空间使用1M大写B表示80888086现在几乎所有的存储器都是按照每个存储单元存放1个字节来设计的，所以，当说到存储容量的时候也就省略了后面大写的B按照每个存储单元存放1个字节设计所有存储器到存储容量时也就省略了后面大写B下一个指标是存取时间，即实现一次读写所需要的时间，这个时间越短，说明存储器的存取时间越快实现一次读写所需的时间时间越短，存取时间越快存取时间实现一次读写所需的时间还有一个跟时间相关的指标，是存取周期;即连续启动两次操作，所需的间隔最小的时间存