存储器及其接口技术.ppt

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1、第5章存储器及其接口技术存储器分类随机读写存储器只读存储器ROM存储器与CPU接口的基本技术高速缓冲存储器Cache外部存储器简介5.1存储器分类一、概述存储器是计算机系统中具有记忆功能的部件，它是由大量的记忆单元(亦称基本的存储电路)组成的，用来存放用二进制数表示的程序和数据。按存储器在计算机系统中的位置，存储器可分为两大类：内存、外存。内存：存储当前运行所需的程序和数据。CPU可以直接访问并与其交换信息，容量小，存取速度快。外存：存储当前不参加运行的程序和数据。CPU不能直接访问，需配备专门设备才能进行交换信息，

2、容量大，存取速度慢。速度快容量小速度慢容量大寄存器内部Cache外部Cache主存储器辅助存储器大容量辅助存储器图微机存储系统的层次结构CPU计算机系统中的存储系统采用快慢搭配方式，具有层次结构，如下图所示。二、半导体存储器的分类(一)按存储器制造工艺分类双极型存储器：包括TTL(晶体管-晶体管逻辑)存储器、ECL(射极耦合逻辑)存储器、I2L(集成注入逻辑)存储器等。特点：存取速率高，通常为几纳秒(ns)甚至更短，集成度比MOS型低，功耗大，成本高。MOS(金属氧化物)型存储器：分为CMOS型、NMOS型、HMOS

3、型等多种。特点：制造工艺简单，集成度高，功耗低，价格便宜，但速率比TTL型要低。(二)从应用的角度分类RAM（随机读取存取器）、ROM（只读存储器）1.SRAM(StaticRAM)：静态RAM，其基本存储电路由双稳态触发器构成，每一个双稳态元件存放1位二进制数，只要不掉电，信息就不会丢失，不需要刷新电路。2.DRAM(DynamicRAM)：动态RAM，其基本存储电路为单管动态存储电路，需要刷新电路。3.NVRAM(NonVolatileRAM)：非易失性RAM，它由SRAM和EEPROM组成，正常工作时SRAM保

4、存信息，在掉电瞬间，把SRAM中的信息写入EEPROM中，从而使信息不会丢失。4.PSRAM(PseudoStaticRAM)：伪静态读写存储器。是片内集成了动态刷新电路的动态存储器，使用时不再专门配置刷新电路，可作为一个静态RAM使用。5.MPRAM(MultiportRAM)：多端口RAM，有多个端口，每个端口可对RAM进行独立地读写操作。6.FRAM(FerroelectricRAM)：铁电介质读写存储器，是一种新型的非易失性存储器，写入速度非常快。(三)随机存储器RAM(RandomAccessMemory)

5、(1)掩膜工艺ROM(MaskedROM)这种ROM是芯片制造厂根据ROM要存储的信息，设计固定的半导体掩膜版进行生产的。一旦制出成品之后，其存储的信息即可读出使用，但不能改变。这种ROM常用于批量生产，生产成本比较低。微型机中一些固定不变的程序或数据常采用这种ROM存储。(2)PROM(ProgrammableROM)可编程只读存储器。允许用户利用专门设备对其写入数据或程序(称为对存储器编程)，但是只能写入一次。编程之后，信息就永久性地固定下来，用户只可以读出和使用，不能改变其内容。(3)OTPROM(OneTim

6、eProgrammableROM)一次编程只读存储器。与PROM一样可编程一次，但是采用了EPROM技术生产，可靠性高，没有石英玻璃窗口。(四)只读存储器ROM(ReadOnlyMemory)(4)EPROM(ErasableProgrammableROM)可擦去重写的PROM。允许将其存储的内容采用紫外线照射擦去，然后重新对其进行编程，写入新的内容。擦去和重新编程可以多次进行。所写入的内容可以长期保存下来(一般均在10年以上)，不会因断电而消失。如下图所示：(5)EEPROM(ElectricallyErasabl

7、eProgrammableROM)电可擦除可编程只读存储器，也称为E2PROM。EEPROM是一种采用电气方法在线擦除和再编程写入的只读存储器。其外观如上图所示。(6)FlashMemory快擦写可编程只读存储器，简称为闪存(闪速存储器)。可以用电气方法快速擦写存储单元的内容，类似于EEPROM。既具有SRAM的读写功能和较快速率，又具有ROM断电后信息不丢失的特点。主板上BIOS和USB闪存盘上的FlashMemory芯片，如图下所示。1.存储容量一个半导体存储器芯片的存储容量指存储器可存放的二进制信息量。其表示方

8、式一般为：芯片容量=芯片的存储单元数×每个存储单元的位数例如：6264静态RAM的容量为8K×8bit，即它具有8K个单元(1K＝1024)，每个单元存储8bit(一个字节)数据。动态RAM芯片NMC41257的容量为256K×1bit。在构成微型计算机内存系统时，可以根据要求加以选用。当计算机的内存确定后，选用容量大的芯片可以少用几片，这样不