微机原理第五章半导体存储器

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1、微机原理与接口第五章半导体存储器第五章半导体存储器2主要内容5.1概述5.2随机存取存储器RAM5.3只读存储器ROM5.4存储器芯片与CPU的连接5.5高速缓冲存储器Cache第五章半导体存储器35.1概述5.1.1存储系统的基本概念5.1.2存储器的分类5.1.3存储器的主要性能指标5.1.4存储器的组成结构第五章半导体存储器45.1.1存储系统的基本概念存储器是一种接收、保存和取出信息（程序、数据、文件）的设备；一种具有记忆功能的部件；是计算机的重要组成部分，是CUP最重要的系统资源之一。CPU与存储器的关系如下图所示。DSESSSCSIPP

2、SW标志寄存器执行部件控制电路指令译码器4321数据暂存器AXBXCXDXAHBHCHDHSIDIBPSPALBLCLDL寄存器组指令队列地址总线AB数据总线DB总线接口控制电路控制总线CB运算器地址加法器地址译码器、、、指令1指令2指令3指令4、、、数据1数据29AH、、、指令MOVAL,[BX]包含一个从存储器读操作存储器CPU第五章半导体存储器65.1.2存储器的分类按构成存储器的器件和存储介质分类按存储器存取方式分类按在微机系统中位置分类第五章半导体存储器7按存放信息原理不同5.1.2存储器的分类按构成存储器的器件和存储介质分类：磁芯存储器

3、、半导体存储器、光电存储器、磁膜、磁泡和其它磁表面存储器以及光盘存储器等。按存储器存取方式分类：随机存取存储器RAM(RandomAccessMemory)只读存储器ROM(Read-OnlyMemory)又称读写存储器，指能够通过指令随机地、个别地对其中各个单元进行读/写操作的一类存储器。在微机系统的在线运行过程中，只能对其进行读操作，而不能进行写操作的一类存储器。静态RAM动态RAM掩膜ROM（MROM）可编程ROM（PROM）可擦除编程ROM（EPROM）按工艺不同第五章半导体存储器85.1.2存储器的分类按在微机系统中的位置分类：主存储器（

4、内存，MainMemory）辅助存储器（外存，ExternalMemory）用来存放计算机正在执行的或经常使用的程序和数据。CPU可以直接对它进行访问。一般是由半导体存储器构成，通常装在主板上。存取速度快，但容量有限，其大小受地址总线位数的限制。缓冲存储器（缓存，CacheMemory）用来存放不经常使用的程序和数据，CPU不能直接访问它。属计算机的外部设备,是为弥补内存容量的不足而配置的，容量大，成本低，所存储信息既可以修改也可以长期保存，但存取速度慢。需要配置专门的驱动设备才能完成对它的访问，如硬盘、软盘驱动器等。位于主存与CPU之间，其存取速

5、度非常快，但存储容量更小，可用来解决存取速度与存储容量之间的矛盾，提高整个系统的运行速度。第五章半导体存储器95.1.2存储器的分类小结第五章半导体存储器105.1.3存储器的主要性能指标存储器性能指标主要有：存储容量、存储速度、可靠性、功耗存储容量：反映存储器可存储信息量的指标。以字数×每个字的字长表示。如某存储器存储容量为64K×8位，即64K字节。存储速度：完成一次访问（读/写）存储器的时间。可靠性：可靠性是用平均故障间隔时间MTBF来衡量。存取时间TA（AccessTime）表示启动一次存储操作到完成该操作所经历时间；存储周期TMC（Mem

6、oryCycle）两次独立的存储操作之间所需的最小时间间隔。功耗：通常是指每个存储单元消耗功率的大小。第五章半导体存储器11微机系统中的存储器分层体系结构简单的二层结构：内存＋外存一般为半导体存储器，也称为短期存储器。解决读写速度问题包括磁盘（中期存储器）、磁带、光盘（长期存储）等。解决存储容量问题微机系统中存储器采用分层体系结构的根本目的：协调速度、容量、成本三者之间的矛盾。第五章半导体存储器12完整的四层结构：寄存器＋Cache＋主存＋辅存CPU内部高速电子器件L1：CPU内部L2：CPU外部一般为静态随机存储器SRAM一般用动态随机存储器DR

7、AM存放临时数据，而用闪速存储器FLASH存放固化的程序和数据磁盘、磁带、光盘等cache-主存：解决高速度与低成本的矛盾；主存-辅存：利用虚拟存储技术解决大容量与低成本的矛盾只有主存（内存）占用CPU的地址空间！内存第五章半导体存储器13微机系统中分层的存储器结构第五章半导体存储器145.1.4存储器的组成结构半导体存储器一般由以下部分组成：存储体、地址选择电路、输入输出电路、控制电路·存储体：矩阵形式保存数据。·地址选择器：接受CPU送来的地址信号并对它进行译码，选择与此地址码相对应的存储单元，以便对该单元进行读／写操作。（1）单译码——适用于

8、小容量存储器（2）双译码——分为行译码与列译码·I/O电路：控制信息的读出与写入（包含对I/O信号的驱动及放大处理功能）。