存储器原理与接口课件

記憶體原理與介面一、記憶體分類

按構成記憶體的器件和存儲介質分類

半導體記憶體磁片和磁帶等磁表面記憶體光電記憶體按存取方式分類

隨機記憶體RAM(RandomAccessMemory)

只讀記憶體ROM（Read-OnlyMemory）

串行訪問記憶體(SerialAccessStorage)按在電腦中的作用分類主記憶體(記憶體)

輔助記憶體(外存)

高速緩衝記憶體二、半導體記憶體的分類1、隨機存取記憶體RAMa.靜態RAMb.動態RAM2、只讀記憶體ROMa.掩膜式ROMb.可編程的PROMc.可用紫外線擦除、可編程的EPROMd.可用電擦除、可編程的E2PROM等RAM靜態RAM（SRAM）動態RAM（DRAM）ROM掩膜型ROM可編程ROM（PROM）可擦除可編程ROM（EPROM）電可擦除可編程ROM（E2PROM)三、多層存儲結構概念

1、核心是解決容量、速度、價格間的矛盾，建立起多層存儲結構。一個金字塔結構的多層存儲體系充分體現出容量和速度關係2、多層存儲結構寄存器

Cache(高速緩存)

記憶體磁片磁軌、光碟

Cache—主存層次：解決CPU與主存的速度上的差距；主存—輔存層次：解決存儲的大容量要求和低成本之間的矛盾。四、主記憶體及存儲控制

1、主記憶體的主要技術指標存儲容量存取速度可靠性功耗

（1）容量存儲容量記憶體可以容納的二進位資訊量稱為存儲容量（尋址空間，由CPU的地址線決定）

實際存儲容量：在電腦系統中具體配置了多少記憶體。

（2）存取速度存取時間是指從啟動一次記憶體操作到完成該操作所經歷的時間，又稱為讀寫週期。（3）可靠性

可靠性是用平均故障間隔時間來衡量（MTBF,MeanTimeBetweenFailures）（4）功耗

功耗通常是指每個存儲元消耗功率的大小2、主記憶體的基本組成

MOS型器件構成的RAM，分為靜態和動態RAM兩種，靜態RAM通常有6管構成的觸發器作為基本存儲電路靜態存儲單元，動態RAM通常用單管組成基本存儲電路。

（1）靜態存儲單元

（2）動態存儲單元

（3）、地址解碼器控制邏輯電路數據緩衝器存儲體

地址解碼器：接收來自CPU的n位地址，經解碼後產生2n個地址選擇信號，實現對片記憶體儲單元的選址。控制邏輯電路：接收片選信號CS及來自CPU的讀/寫控制信號，形成晶片內部控制信號，控制數據的讀出和寫入。數據緩衝器：寄存來自CPU的寫入數據或從存儲體內讀出的數據。存儲體：是存儲晶片的主體，由基本存儲元按照一定的排列規律構成。五、8086系統的記憶體組織

1、記憶體介面應考慮的幾個問題記憶體與CPU之間的時序配合;CPU匯流排負載能力;存儲晶片的選用.

2、記憶體地址解碼方法

（1）.片選控制的解碼方法

常用的片選控制解碼方法有線選法、全解碼法、部分解碼法和混合解碼法等。（2）解碼晶片常用的解碼晶片是74LS138解碼器，功能是3－>8解碼器，有三個“選擇輸入端”C、B、A和三個“使能輸入端”G1、G2A#，G2B#以及8個輸出端Y7#～Y0

#

解碼晶片

74LS138輸入輸出使能選擇G1G2A#G2B#CBAY7#Y6#Y5#Y4#Y3#Y2#Y1#Y0#1000001111111010000111111101100010111110111000111111011110010011101111100101110111111001101011111110011101111111其它XXX1111111174LS138功能表

3、 CPU提供的信號線

數據線D15～D0

地址線A19～A0

記憶體或I/O端口訪問信號M/IO# RD#讀信號

WR#寫信號

BHE#匯流排高位元組有效信號

4、8086系統的記憶體介面設計基本技術

記憶體地址解碼電路的設計一般遵循如下步驟：（1）根據系統中實際記憶體容量，確定記憶體在整個尋址空間中的位置；（2）根據所選用存儲晶片的容量，畫出地址分配圖或列出地址分配表；

（3）根據地址分配圖確定解碼方法；（4）選用合適器件，畫出解碼電路圖。

例5－1ROM擴展電路（P142）

例5－2RAM擴展電路（P144）

六、現代記憶體晶片技術

1、靜態RAM

同步SRAM

在統一時鐘的控制下同步操作，一般支持突發操作

FIFO

先進先出

Multi-SRAM具有多數據端口

非揮發SRAM(NVSRAM)靜態加後備電源類SRAM用動態RAM，內部加刷新電路2、動態RAM

FPMDRAM

快速操作時維持地址不變，由連續的CAS#信號對不同的列地址進行操作；EDODRAM

省略了用於行地址建立和保持的時間以及行、列地址複合時間，以提高訪問速度；SDRAM

針對記憶體訪問的所有操作（地址解碼、數據的讀出或寫入等）均在統一時鐘的控制下同步進行；

RDRAM（突發存取的高速動態隨機記憶體）採用Rambus信號標準，允許多個設備同時以高速的帶寬隨機尋址記憶體，進行高速數據傳輸。DRAM記憶體條的種類SIMM——SingleInlineMemoryModule單列直插式記憶