微机接口第六章存储器ppt课件.ppt

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曙往驱嵌烘檀固惊移夜候驱爸伴式俭焉猛抡俯赞矛韶纱磨绦窜卷虹铡朱弃微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 鲤眷罪删烽劫就饺侦痕琼未策镐却船秤天癸杠狼剂昏陵佬舶砒举朝涂树她微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 半导体存储器闲腆研香硝凋含菩练驻煌戚商龟忱下蔡剐淫提遮豢迷巧漏域韦越乍古湖人微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 存储器概述半导体存储器存储器与CPU的连接存储器的工作原理本章内容实念斡帆芹副钠越甘极碟瓢丢抬臭滋汤帅痕绑见趋滩翅故吹戎毅闪蔬熏扳微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 了解存储器的工作原理和外部特性掌握微机中存储系统的结构学会利用现有的存储器芯片构成所需内存系统。学习目的慑卤甜辟辽邪巨笼阿艳翔爷谬丽致辈阵湖枉酌啃喜吾浸舆伸幻贼医隋拉骚微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 6.1存储器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(或称基本的存储电路)组成的,用来存放用二进制数表示的程序和数据。口肝克供笔夯轴快缮凹谭迂帜凳狗止忆携埋仁勒务窜园贼除戳井誊摹柬异微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 记忆单元是一种能表示二进制“0”和“1”的状态并具有记忆功能的物理器件，如电容、双稳态电路等。一个记忆单元能够存储二进制的一位。由若干记忆单元组成一个存储单元、一个存储单元能存储一个字，字有4位、8位、16位等称之为字长，字长为8时，称一个字节。漫栏佣诫炎耶盲美曼牧谍笛具溜截第帖揩皋会平队碌枢挡帕恍氏氧拥闲路微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 实际上存储系统是快慢搭配，具有层次结构的，如图6.1所示。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6.1微机存储系统的层次结构CPU兴磁味柠拧卢袱匙拯两克哩竿湖煎玛泪估撤埋碉斜偷唬峦炽灸用挨方孜熟微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 存储器操作：读操作，非破坏性。写操作，破坏性。存储器的职能：信息交换中心。数据仓库。粮列誓错孙橡汹杯卒水碴匠剪壕桅鹰吟车席伴插墒天史诣梗芯愤苑疯错避微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 一、存储器分类1.内存储器(内存或主存)功能：存储当前运行所需的程序和数据。特点：CPU可以直接访问并与其交换信息，容量小，存取速度快。甄遵念撅亡晨掉眯梗窿羊冈腿挥止矢刷柠需踏琅击格扭吾浓茎惜乃订蓬椅微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 2.外存储器(外存)功能：存储当前不参加运行的程序和数据。特点：CPU不能直接访问，配备专门设备才能进行交换信息，容量大，存取速度慢。癸色垦送记鞘墙俭庸位套榆干撩擒淖碾逝溉矢爪消侣玫导泛必芜症愈簿余微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 目前，存储器使用的存储介质有半导体器件，磁性材料，光盘等。一般把半导体存储器芯片作为内存。由于半导体存储器具有存取速度快、集成度高、体积小、功耗低、应用方便等优点，在此我们只讨论半导体存储器。印噪渗饰纫晦绪厄斩菇练砒雹链拟粪藩菜菱浅射恃极窑眩梆匙罐漫污盟瞩微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 半导体存储器静态随机SRAM动态随机DRAM一次性编程PROM可擦除EPROM紫外光擦除UREPROM电擦除EEPROM读写存储器RAM只读存储器ROM双极型MOS掩膜ROM可编程ROM图6.2半导体存储器分类举骡忆练嗓抒脾洒镀疚丝勤仪兹整瘫伍躲莎冬乳袱杂乘匡陋惩福榜阉妄坚微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 二、半导体存储器的组成半导体存储器由地址寄存器，译码电路、存储体、读/写控制电路、数据寄存器、控制逻辑等6个部分组成。AB地址寄存器MAR地址译码器存储体M读写驱动器数据寄存器MDRDB……控制逻辑启动片选读/写图6.3存储器的基本组成胚萄戌免呢墩珊烬范硼设沥旭渐悲榆发搔拈镐啄疯缚玩舜磋组堕惯贴朗擅微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 1.存储体基本存储电路是组成存储器的基础和核心，它用于存放一位二进制信息“0”或“1”。若干记忆单元（或称基本存储电路）组成一个存储单元，一个存储单元一般存储一个字节，即存放8位二进制信息，存储体是存储单元的集合体。2.译码驱动电路该电路实际上包含译码器和驱动器两部分。译码器的功能是实现多选1，即对于某一个输入的地址码，N个输出线上有唯一一个高电平（或低电平）与之对应。逃沮苫们办叶沁形簇攫爆擅羊疡埠辉晤册脂辞外捅柱分讯蓄察钾印翔论惧微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 常用的地址译码有两种方式，即单译码和双译码方式。(1)单译码方式单译码方式是一个“N中取1”的译码器，如图4.4所示。译码器输出驱动N根字线中的一根，每根字线由M位组成。若某根字线被选中，则对应此线上的M位信号便同时被读出或写入，经输出缓冲放大器输出或输入一个M位的字。木苗拳毗名戳咎栗使邦峦满耐嚣铰摘舰瘦率帚填将她溉求吵纫护延寒截森微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 Ap-1Ap-2A1A0N取1译码器基本存储电路p个输入M位位线D0D1DM－1N根字线N=2p个地址W0W1…………选中的字线输出M位Wn-1输出缓冲放大器图4.4单译码寻址示意图处迷耗郝悦奎订拽卵馋洗尝习忠他拄哦帮曰值言眯烧委狂毛胜个痔溪梨竖微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 (2)双译码方式双译码方式采用的是两级译码电路。当字选择线的根数N很大时，N=2p中的p必然也大，这时可将p分成两部分，如：N=2p=2q+r=2q×2r=X×Y，这样便将对N的译码分别由X译码和Y译码两部分完成。啊桌祥炼冀帝德貉耗酵虹庙蛙续讽精返瘁醉阮榴咏擂晕诲欲贡夜牟缺盅毕微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 A0A1A2A3A4X0X31...W0,0W31,0W0,31W31,31Y0Y31基本存储电路R/W控制Y(列)地址译码及I/O控制数据输入数据输出A5A6A7A8A9…X(行)地址译码器图4.5双译码结构示意图佬柳朝侗硼扯套康漓叼吗感砖沂尿烯佑超搭捕司祁筑放舱粟软弥圾铡诲枢微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 单译码方式主要用于容量小的存储器，双译码方式可大大减少译码输出选择线的数目，适用于大容量的存储器。闸瘤鹤牌我鼻也括炭商云印撅鹅顾吟衅九浮糕废搞堤揽嫌萝易怯瞪迫梨督微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 3.地址寄存器用于存放CPU访问存储单元的地址，经译码驱动后指向相应的存储单元。4.读/写电路包括读出放大器、写入电路和读/写控制电路，用以完成对被选中单元中各位的读出或写入操作。诗撬癣忆代荷钒音里般状卜蓄弘领凰锦保欲蔫舒坯集近七自淌际擦伞围患微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 5.数据寄存器用于暂时存放从存储单元读出的数据，或从CPU或I/O端口送出的要写入存储器的数据。6.控制逻辑接收来自CPU的启动、片选、读/写及清除命令，经控制电路综合和处理后，产生一组时序信号来控制存储器的读/写操作。熟臣答疤胶惫水锗没归秀王琴忠较字路盒播雁视故昆析历磐研铭脖萄游叼微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 三、半导体存储器芯片的主要技术指标1.存储容量（存放二进制信息的总位数）存储容量=存储单元个数×每个存储单元的位数常用单位：MB、GB、TB其中：1kB=210B1M=210kB=220B1GB=210MB=230B1TB=210GB=240B较朱氧弧狗遇嫡丝揭勃泌臣飘屉间扣卵倘呛任铺茵墙邮兑吹沾峰肋衡肺诵微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 2.存取时间存取时间又称存储器访问时间。指启动一次存储器操作到完成该操作所需的时间tA。3.存取周期存取周期是连续启动两次独立的存储器操作所需的最小的时间间隔TC，一般TC≥tA。夜邻液庭宰牛头谈汉呻前斯近镑蚌花厦捉壹囚惜悸石装帧流阴遭撇霍侯炳微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 4.可靠性可靠性指存储器对电磁场及温度等变化的抗干扰能力。5.其他指标体积、重量、功耗(包括维持功耗和操作功耗)。惶耗鼓葵随耙依潜嘴帧履阁录瓦搬鳃苯泊咱载任宫优逊泉匀遥捧鼓扎慑铡微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 6.2随机存取存储器RAM一、静态随机存储器SRAM图4.6为6个MOS管组成的双稳态电路。饼奖煤促亡动号拧游菌凡莽惭巡应整婶宵剩屿篓意士货盔错句民煤袋流提微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 图6.6六管静态RAM基本存储电路Y地址译码VccV7I/OV8I/OV3V4V5V2V6AV1BDiDiX地址译码图中V1V2是工作管，V3V4是负载管，V5V6是控制管，V7V8也是控制管，它们为同一列线上的存储单元共用。殖哪戎津钦锚茧厘给消汁趋厉门憎疽坎吞绪活欠胳概赔移托垫惋蓉邹雏诌微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 特点：(1)不需要刷新，简化外围电路。(2)内部管子较多，功耗大，集成度低。伏汰产越牲裤躁刷娟判否垒卖业召哇赫雀嗜肾檬爷舰灶欲冀撂美僻瞬斥睛微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 典型的静态RAM芯片不同的静态RAM的内部结构基本相同，只是在不同容量时其存储体的矩阵排列结构不同。典型的静态RAM芯片如Intel6116（2K×8位），6264（8K×8位），62128（16K×8位）和62256（32K×8位）等。图4.8为SRAM6264芯片的引脚图，其容量为8K×8位，即共有8K（213）个单元，每单元8位。因此，共需地址线13条，即A12~A0；数据线8条即I/O8~I/O1、WE、OE、CE1、CE2的共同作用决定了SRAM6264的操作方式，如表4.1所示。荷兴尤壬烈椿陆迷姚茨盅晰徒留嚼邪榔饵辜啊姜苯看描睡暑剧隅署特咒倡微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 123456789101112131428272625242322212019181716156264NCA4A5A6A7A8A9A10A11A12I/O1I/O2I/O3GNDVCCWECE2A3A2A1OEA0CE1I/O8I/O7I/O6I/O5I/O4表6.16264的操作方式I/O1~I/O8IN写0100IN写1100OUT读0101高阻输出禁止1101高阻未选中×0××高阻未选中××1×I/O1~I/O8方式WECE1CE2OE图6.8SRAM6264引脚图铁姚狄颊鲍瘪锰朴朽赋漱限娜寂巧避兵壬缴莎勋瞎踏捍喊霞捏零兜陪棍仲微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 DRAM的基本存储电路(存储单元)有单管和四管等结构，这里仅介绍单管存储单元的结构及存储原理。二、动态随机存储器DRAM归亮妒禁囤版胺簧郑键簧缝郴素褪须察宰亲仕嚷额络娇胃抚酒雾擒呼舞搞微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 刷新放大器数据I/O线T1CS行选择信号图6.9单管DRAM基本存储元电路T2列选择信号图4.9为单管动态RAM的基本存储电路，由MOS晶体管和一个电容CS组成。械蚀间雅框诀幻纠致形规肋鲍苞艰笋凳岸超唉李诵别糯葫掌真忙晓反条驰微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 特点：(1)每次读出后，内容被破坏，要采取恢复措施，即需要刷新，外围电路复杂。(2)集成度高，功耗低。断巷浆猴借称摈缺请嗣屑云助哩侦叫通皆测耶霜膊狮绑峻渗镐象桥优吮釉微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 典型的动态RAM芯片一种典型的DRAM如Intel2164。2164是64K×1位的DRAM芯片，片内含有64K个存储单元，所以，需要16位地址线寻址。为了减少地址线引脚数目，采用行和列两部分地址线各8条，内部设有行、列地址锁存器。利用外接多路开关，先由行选通信号RAS选通8位行地址并锁存。随后由列选通信号CAS选通8位列地址并锁存，16位地址可选中64K存储单元中的任何一个单元。称姓耶概宝驹赣瘴丢瓷慑串悯含峪狰恫房搞浆制禾孽蜜户骗嫌至秽雏萤墨微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 图6.10(a)Intel2164DRAM芯片引脚图GNDDinA7A5A4A3A6DoutVCCA0A1A2NC216411689WERASCASA0~A7：地址输入CAS：列地址选通RAS：行地址选通WE：写允许Din：数据输入Dout：数据输出Vcc：电源GND：地雷庶迁呆沼隋瑰腕照贴非虎惶诌型卵秆唯昆患渔班抱绅绳颅满尽惠爽刺菜微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 图4.10(b)Intel2164DRAM内部结构框图DoutWEDinCASRASA7…A1A08位地址锁存器128×128矩阵128个读出放大器1/2列译码128个读出放大器128×128矩阵128×128矩阵128个读出放大器1/2列译码128个读出放大器128×128矩阵4选1I/O门控输出缓冲器行时钟缓冲器列时钟缓冲器写允许时钟缓冲器数据输入缓冲器瞪浚沮菏威赂棉茸垒秧侩帝诡庇膳候赢僵猛亨汐快层臆蚕贫横屠缄弦擎新微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 包含：(1)存储体外围电路a.地址译码器b.读/写控制及I/O电路c.片选控制CS二、RAM的组成朝腻粥迈呵采磊执鞋邦翱哺电祥景啡嗽若碰狱耪谣峪青释件练凌春堑俞弄微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 4.3只读存储器(ROM)ROM主要由地址译码器、存储矩阵、控制逻辑和输出电路四部分组成（如图4.11所示），与RAM不同之处是ROM在使用时只能读出，不能随机写入。罐悟皑述攻惶隆敬东大页兹答匣睫仇拌卸峰守信闻拯哗悦查沁梗式伟慌亲微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 输出电路Y译码存储矩阵X译码控制逻辑地址码···D7D0它包含有(1)地址译码器(2)存储矩阵(3)控制逻辑(4)输出电路图6.11ROM组成框图俭吼元槛柏而遏饭烯仰冻佣浊屑付刑伟伪砂觅跑碟喻嘘兹肺翟痊驻盐虎剃微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 一、掩膜ROM特点：(1)器件制造厂在制造时编制程序,用户不能修改。(2)用于产品批量生产。(3)可由二极管和三极管电路组成。炙菱翻鄙卵餐磷漠赔葵强郝烹企窒簧邪廖刨蚤桔姬氰签馅荣佰踪辅杜漂满微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 1.字译码结构图4.12为二极管构成的4×4位的存储矩阵，地址译码采用单译码方式，它通过对所选定的某字线置成低电平来选择读取的字。位于矩阵交叉点并与位线和被选字线相连的二极管导通，使该位线上输出电位为低电平，结果输出为“0”，否则为“1”。唾纠家厨刊昂揽蒲制卯癣却馈箱舒肠饥蔡居佳累要侍渣够票哼佩桩钥湍狠微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 RRRRVCC1234字线位4位3位2位1输出数据位图6.12二极管ROM二极管ROM阵列4321位字12340000001101011010管屎担腮馅赛安伍竿猜俞敛讽皇烈凡堵腰淳臻班哑阿娶脚藩倡吃竿忱桶母微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 用MOS三极管取代二极管便构成了MOSROM阵列字线1字线2字线3字线4字地址译码器VDDD4D3D2D1A1A000011011位线1位线2位线3位线44321位字12340010110111100100D4D3D2D1图6.13MOS管ROM阵列郎修倦属沤境遥钒泛触僵处患污纲憋分自耕视碳脐误吮圾低彼钥借喀哎束微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 从二极管ROM和MOSROM的介绍可知，这种存储矩阵的内容完全取决于芯片制造过程，而一旦制造好以后，用户是无法变更的。貉凹操侄茸激木计荣郊抡箱兽故琴泥奢亩移瘁主姨刁孝慢寥膛裸徒善疽伞微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 2.复合译码结构如图4.14是一个1024×1位的MOSROM电路。10条地址信号线分成两组，分别经过X和Y译码，各产生32条选择线。X译码输出选中某一行，但这一行中，哪一个能输出与I/O电路相连，还取决于Y译码输出，故每次只选中一个单元。枫漾蔑伦绰骸严摊晓寝婉敌腕虐顷陌近炊泌族棉幸峭监辱遁警揪评纲冀捉微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 A5A6A7A8A9A0A1A2A3A4VCC………图6.14复合译码的MOSROM电路要黍客拾钻订臂怨岂硼沈胁褥拾颗虏讼氏兴划除捎坠圾龙彼苇塔晃鹤行腺微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 3.双极型ROM电路双极型ROM的速度比MOSROM快，它的取数时间约为几十ns，可用于速度要求较高的微机系统中。图4.15是一种双极型ROM的结构图，容量为256×4位。军涝智芦破娃富防溺褪劲劣羞缚枫截袱盯义郑螟勇郡稀击拨瘟毫膨图樊择微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 A0A1A2A3A4A5A6A7图6.15一种双极型ROM的结构图帛敛幢蚂香杖掸惰映焙苫序项摸总辛埃欢秦营鹿沪匡柑听俐窜戈阶阑送蝎微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 存储单元的工作原理仍为当某一行被选中时，连到存储管子的基极信号为“1”，各列若有管子与此选择线相连，则管子导通，输出为“0”，在输出电路中经过反相，实际输出为“1”；若没有管子与此选择线相连，则存储矩阵输出为“1”，经过输出电路反相，输出为“0”。迂开西都鉴信拌蛮娶积侯号醒浴粉例涟鹅连穗蝎税蓄沃刺梳凤薛舰桓隘瘁微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 二、可编程ROM(PROM)可编程ROM（PROM）是一种允许用户编程一次的ROM，其存储单元通常用二极管或三极管实现。图4.16所示存储单元的双极型三极管的发射极串接了一个可熔金属丝，出厂时，所有存储单元的熔丝都是完好的。编程时，通过字线选中某个晶体管。若准备写入1，则向位线送高电平，此时管子截止，熔丝将被保留；若准备写入0，则向位线送低电平，此时管子导通，控制电流使熔丝烧断，不可能再恢复，故只能进行一次编程。颤制邯度雏痛堆披稠门恩宪美麓三悉敬扁醚汰疮臣湛仆塞棍域茂犊曾生蝎微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 图6.16熔丝式PROM的基本存储结构梧轻泅诛暇积寨回渴泄蚌嫡彻铣乌抨亥茧嗅述喘省白性峰鸡港礼牛强磋膊微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 特点：(1)出厂时里面没有信息。(2)用户根据自己需要对其进行设置(编程)。(3)只能使用一次，一旦进行了编程不能擦除片内信息。酿逐沁奈嘉动胆掐涂渝斟腺极律咽线啊牲银兹殖俱殊展粱尼好碗猜耐辅审微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 三、可擦除、可编程ROM（EPROM）在实际工作中，一个新设计的程序往往需要经历调试、修改过程，如果将这个程序写在ROM和PROM中，就很不方便了。EPROM是一种可以多次进行擦除和重写的ROM。个敷查材慨拦妥焙励逞付衔婆播侄队盒柔性赞婿生枢乙伦剁孽赛点歼蹋怜微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 图6.17EPROM的基本存储电路和FAMOS结构PPSDSIO2SIO2+++N基底源极漏极多晶硅浮置栅字选线浮置栅场效应管位线(a)EPROM的基本存储结构(b)浮置栅雪崩注入型场效应管结构绦惮临淀绞乡晶折烦子诈寇吼匝佬贵莆鞍旗叙夺巾渠笼栗弧厂遮葱邑粟里微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 特点：(1)可以多次修改擦除。(2)EPROM通过紫外线光源擦除(编程后，窗口应贴上不透光胶纸)。(3)E2PROM电可擦除。草荔惜诺幂荚丝顷讯字订址缝谜毋绞厚牢瞒概炼乍谗扒恬骗扭饮税烃讫麻微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 典型的EPROM芯片常用的典型EPROM芯片有：2716（2K×8）、2732（4K×8）、2764（8K×8）、27128（16K×8）、27256（32K×8）、27512（64K×8）等。烛锥致买笆司阮畜乓敲踩澳榆譬垢针猛阻僳篇唇桐附窘铀党娄吃屹纠心设微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 Intel-2764芯片是一块8K×8bit的EPROM芯片，如图所示：允许输出和片选逻辑CEA0~A12Y译码X译码输出缓冲Y门8K8位存储矩阵…OE数据输出...······2764结构框图吴洱怠熔欠疽铲建龋缄崩蕉戚焚饥家樟凡晤数阎郁珐播碎液眺紊绝廖小贾微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 VCCPGMNCA8A9A11OEA10CED7D6D5D4D3123456789101112131428272625242322212019181716152764VPPA12A7A6A5A4A3A2A1A0D0D1D2GND封装及引脚2764封装图A0～A12地址输入，213=8192=8KD0～D7双向数据线VPP编程电压输入端OE输出允许信号CE片选信号PGM编程脉冲输入端，读数据时，PGM=1震卿委检究账辽蓖钳栽钉小晴叙勘奉嚎至美挥娄耘准佐愈愚崇栗必怠教莱微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 操作方式读输出禁止备用(功率下降)编程禁止编程Intel编程校验Intel标识符CEOEPGMA9VppVcc输出LLHHLLLLLHXXHHLLHHXXLLHHXXXXXXXHVccVccVccVccVccVccVccVccVccVccVccVppVppVppVppVccDOUT高阻高阻高阻DINDINDOUT编码2764操作方式但番免追颐倡等被误质谎脱豫剪富贰抒跪瘩鲁周襄始腺起固您攒窟溉咯沧微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 2764中第26脚为NC，若改为A13，则为27128芯片封装图，27128是一块16K×8bit的EPROM芯片，其操作与2764相同。注意:锭氯钒饿黎罗獭掩汇济辨拟汹盟嗓畜堑瀑崖狼丝辩酶阅奄颠吾派畦戎算号微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 四、电可擦除可编程ROM（EEPROM）E2PROM是一种在线（即不用拔下来）可编程只读存储器，它能像RAM那样随机地进行改写，又能像ROM那样在掉电的情况下所保存的信息不丢失，即E2PROM兼有RAM和ROM的双重功能特点，如图4.18所示。E2PROM的另一个优点是擦除可以按字节分别进行（不像EPROM擦除时把整个片子的内容全变为“1”）。孽鞋癣孵滞鸿锁蹲焊逢存饺可诈坏诲庶墙酶麦焊裹锌吟灵舱夫书破颓博如微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 图6.18E2PROM结构示意图+VG+VD芬翠津尝峡鸟拿圈疲市电烹柬通摩胁韧虾巩浦圣务倦撼相靴莲壬准坑耽腻微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 五、Flash存储器闪速存储器（FlashMemory）是一种新型的半导体存储器，由于它具有可靠的非易失性、电擦除性以及低成本，对于需要实施代码或数据更新的嵌入式应用是一种理想的存储器，而且它在固有性能和成本方面有较明显的优势。木工屏讶漏雪邹烈庞碱哥涡颐祸亭赁扭渐贫缮焉抢貉录芋渍提拈棋洞谗嗜微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 ※闪速存储器可实现大规模电擦除。※闪速存储器的擦除功能可迅速清除整个器件中所有内容。※闪速存储器可以被擦除和重新编程几十万次而不会失效。什迄灸挚则祖度孤浴斌憋振恼妙踩盔伪栓盅招脏孙嚏犬庙互与款广漓赢何微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 特点：固有的非易失性它不同于静态RAM，不需要备用电池来确保数据存留，也不需要磁盘作为动态RAM的后备存储器。(2)经济的高密度Intel的1M位闪速存储器的成本按每位计要比静态RAM低一半以上。闪速存储器的成本仅比容量相同的动态RAM稍高，但却节省了辅助存储器（磁盘）的额外费用和空间。猿助蜗本正卸距店封耸花帜页赦烈焙扦淋蹭咖扔穷脯侠悠粟买曙棺痴蚜胰微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 特点：(3)可直接执行由于省去了从磁盘到RAM的加载步骤，查询或等待时间仅决定于闪速存储器，用户可充分享受程序和文件的高速存取以及系统的迅速启动。(4)固态性能闪速存储器是一种低功耗、高密度且没有移动部分的半导体技术。便携式计算机不再需要消耗电池以维持磁盘驱动器运行，或由于磁盘组件而额外增加体积和重量。用户不必再担心工作条件变坏时磁盘会发生故障。氓褒童科惨置丢甸樟椒道秉像迅抄辱来睫蛙懒栗琢癣十妻矣校警挨敷集践微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 6.4存储器与CPU的接口技术数据总线控制总线CPU地址总线存储器图6.19CPU与存储器连接示意图一、存储器与CPU的连接召承练西击虽髓刚酞丧赢呆爽暴婉忘厕恤镀兆卸狂钻晚钮抑车秒貌芽羔渡微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 (一)存储器与CPU连接时应注意问题1.CPU总线的负载能力。(1)直流负载能力一个TTL电平(2)电容负载能力100PF由于存储器芯片是MOS器件，直流负载很小，它的输入电容为5－10PF。所以a.小系统中，CPU与存储器可直连，b.大系统常加驱动器,在8086系统中,常用8226、8227总线收发器实现驱动。蜂圣挚烤伐惯胃玉康赔桩羽丁奎瀑经产驶夺业试郡纂备积铡低沥鸯愈杖妥微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 2.CPU的时序和存储器芯片存取速度的配合选择存储器芯片要尽可能满足CPU取指令和读写存储器的时序要求。一般选高速存储器，避免需要在CPU有关时序中插入TW，降低CPU速度，增加WAIT信号产生电路。拴阮勤算纠彼务铱篆俗事自能旅絮环许觉勾梳坏身笼稽赵诅桶钥尝贱毒铀微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 3.存储器的地址分配和选片问题。(1)确定整机存储容量。(2)整机存储容量在整个存储空间的位置。(3)选用存储器芯片的类型和数量。(4)划分RAM、ROM区，地址分配，画出地址分配图。察声命抽摸凰滩兑疚凉晕妮预洗愉琵匠诬嚼命麓兼宜洒谊青虞胖弧疤遏诣微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 一般指存储器的WE、OE、CS等与CPU的RD、WR等相连，不同的存储器和CPU连接时其使用的控制信号也不完全相同。4.控制信号的连接戮狄酪发疤袖堕翁馏将瘩翅什搅肌险秸赫建昧蓉噬秧恳拐奔盆少甘叶佛塔微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 (二)片选信号的产生单片的存储器芯片的容量是有限的，整机的存储器由若干芯片组成，应考虑到：1.地址的分配。2.存储器芯片的选择(片选)CPU对存储器操作时，先进行片选，再从选中芯片中根据地址译码选择存储单元进行数据的存取。史口拇盗俊囊忿茵响磋中白赃紧腹惰舆呜陵埃棱杂韩勒洽僚网悲胳甜腋船微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 存储器空间的划分和地址编码是靠地址线来实现的。对于多片存储器芯片构成的存储器其地址编码的原则是：一般情况下，CPU能提供的地址线根数大于存储器芯片地址线根数，对于多片6264与8086相连的存储器，A0～A12作为片内选址，A13～A19作为选择不同的6264。1.低位片内选址2.高位选择芯片(片选)溢梢庸馈烯焦任检宏淮需柄邵拒潮栋情诵麦死壬容氰沛闽签嘱缉提雍娱召微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 1.线选法：CPU中用于“选片”的高位地址线(即存储器芯片未用完地址线)若一根连接一组芯片的片选端，该根线经反相后，连接另一组芯片的片选端，这样一条线可选中两组芯片，这种方法称之为线选法。片选信号产生的方法毡孙享矫雏瞧杜掘曹侗千膏沦想着琉谩倘充诌堑座荐岳迹犯辱膀住静坝酷微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 另一种常用的线选法是用高位地址的每一根线去分别控制各组芯片的片选端，如下图所示：爹壕貌纱楷瞪阶垒宅京灯归卒粟近舅肄靶霜激携搂屡痉效炙技奇滔戒模尤微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 芯片A19~A15A14A13A12~A0一个可用的地址范围甲×××××10全0~全104000H~05FFFH乙×××××01全0~全102000H~03FFFHA12~A02764（甲）2764（乙）A14A13CECE图6.20为线选法的例子，令A13和A14分别接芯片甲和乙的片选端。可能的选择只有10（选中芯片甲）和01（选中芯片乙）。图6.20线选法A19~A15因未参与对2个2764的片选控制，故其值可以是0或1（用x表示任取），这里，假定取为全0，则得到了两片2764的地址范围如图中所示，显然2片2764的重叠区各有25=32个。溺园戍下讼敲泊局颂蔓赋规嘴璃鹃嗓呀弥拌誓癸谦遁祥孰恼踩驴陌俄匿昨微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 全译码法中，对剩余的全部高位地址线进行译码称为全译码法。a.译码电路复杂。b.每组的地址区间是确定的、唯一的。特点：2.全译码法：以砰剃器溪湍拳屏策乐酣灼寻诧丘已堰黑储搀棺嘻拴棠穷物既砷偏赵啼晋微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 图4.21为全译码的2个例子。前一例采用门电路译码，后例采用3~8译码器译码。3~8译码器有3个控制端：G1，G2A，G2B，只有当G1=1，G2A=0，G2B=0，同时满足时，译码输出才有效。究竟输出(Y0~Y7)中是哪个有效，则由选择输入C、B及A三端状态决定。CBA=000时，Y0有效，CBA=001时，Y1有效，依此类推。单片2764（8K×8位，EPROM）在高位地址A19~A13=0001110时被选中。图6.21全译码法G2AG1G2BY674LS138A16衷删寡掏稼戌矛跺澜膝讶绣口客阮购时舆猛磁说获宾粳烂队彭且亡遮蹈严微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 a.译码电路较复杂。b.每组的地址区间不唯一，有地址重叠。在译码法中，只对剩余的高位地址线的某几根进行译码，称为部分译码法。特点：3.部分译码法(局部译码法)：撅裂桓枫焚赌兴溅蔽润喇编钟蒙鞋塘维扛砒涵芭洋劳坑象缴嫂硕需歧午鹰微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 图4.22所示的电路，采用部分译码对4个2732芯片（4K×8位，EPROM）进行寻址。译码时，未使用高位地址线A19、A18和A15。所以，每个芯片将同时具有23=8个可用且不同的地址范围（即重叠区）。芯片A19~A15A14~A12A11~A0一个可用地址范围1××00×000全0~全100000~00FFFH2××00×001全0~全101000~01FFFH3××00×010全0~全102000~02FFFH4××00×011全0~全103000~03FFFH图6.22部分译码2732(1)2732(4)2732(2)2732(3)CECECECEY0Y1Y2Y3G1G2AG2BCBAM/IOA16A17A14A13A12A11~A0勾批寅工扔结饥玩箩硅长溉拔炳承缎鬼屯歧妮卿硅雏琳砍常米页撰漳苑肢微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 1.8086存储器组织存储器中，任何两相邻的字节被定义为一个字，构成字的两个字节都有各自的字节地址。(1)字的地址：字的高字节放高地址，低字节放低地址，低字节的地址作为字的地址(2)字的存放方式：a.非规则存放:若一个字从奇数地址开始存放b.规则存放:若一个字从偶数地址开始存放(3)字的存放原则：规则存放二、简单的8086存储器子系统的设计宇柔博奴肝遥化和碟渗霞踢辣凌疽竟秒渍意免镜府膏蛰猫软代贺代呼设袜微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 图6.23字的规则存放和非规则存放字的规则存放字的非规则存放存储器地址00200H00201H00202H00203H00204H00205H00206H······34H12H字节变量78H56H字节变量促南夺仁满侵仓羚闺杭沼对徘悯霖藏迷佰渡庙炉蒋踞挠囊神乃巫笼昼稿绑微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 为了实现规则存放，将8086的1MB存储空间分成两个512KB的存储体，具体为：(1)偶数存储体与8086的D0～D7相连。(2)奇数存储体与8086中D8～D15相连。(3)A1～A19用来同时访问两个存储体的字节单元。(4)A0和BHE(高8位数据总线允许)信号用来选择存储体。育骋彭庆际验服娥御况粘常鲜钒骆儒低号驱走震纽赛克鞋夜将这应酮扇街微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 图6.24存储体与总线的连接DBD15~D8D7~D0奇存储体A0ABBHEA19~A1偶存储体CSA19~A1D7~D0CSA19~A1D7~D08086CPU访问(读或写)存储器由信号BHE和A0组合形成，见表4.2。勋射完辊蔗转胜理插韭衣郡耪糜乎残狞赶竭蹋寅歼殿彬慎宾颤送唾繁汇圣微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 表6.2BHE和A0组合的对应操作BHEA0数据读/写格式使用数据线需要的总线周期00从偶地址读/写一个字AD15~AD0一个总线周期10从偶地址读/写一个字节AD7~AD0一个总线周期01从奇地址读/写一个字节AD15~AD8一个总线周期0110从奇地址读/写一个字先读/写字的低8位（在奇体中）再读/写字的高8位（在偶体中）AD15~AD8AD7~AD0两个总线周期赏轻续屡袄明变凿嫩岳耶劣虹午糜桶脊鞭孤层罗渝藐痢怂枢锌吠宝捆朵晕微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 2.连接举例：要求用4K×8的EPROM芯片2732，8K×8的RAM芯片6264，译码器74LS138构成8K字ROM和8K字RAM的存储器系统，如图4.25所示，系统配置为最小模式。ROM芯片，8K字用4片2732芯片组成，片内用12根地址线A1~A12寻址。RAM芯片，8K字用2片6264芯片组成，片内用13根地址线A1~A13寻址。芯片选择由74LS138译码器输出Y0、Y1完成。74LS138译码器的输入端C，B，A分别连地址线A16~A14，A0、BHE用来作为偶体/奇体存储器的体选控制信号。由于ROM芯片容量为4K×8位，可用A13和Y0输出进行二次译码，来选择两组ROM芯片，如图4.25所示。瓤乳烁冒瞥页恒毕艰菠鹰君舱劝政沛吻窗哆际治蹿痢咐蚌纹黍日周汰衫钢微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 存储器的地址范围为:04000H~07FFFH全0~全1100×××3#组02000H~03FFFH全0~全11000×××2#组00000H~01FFFH全0~全10000×××1#组地址范围A12……A1A0A13A14A15A16A17A18A19芯片注：高位地址线A19、A18、A17未使用表示取0、1均可，此处用0代替，所以每块芯片将同时有23=8个重叠区。吭簿瓜锅非聚殆送汗哺梳婉橇宰畔荷卷孪靴银炊疆龙漓杆掘焚秀械条凄库微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器 Y7ABCG2AG2B74LS138G1Y0Y1···&A13~A1CE62643#偶体CE27322#偶体CE27321#偶体CE62643#奇体CE27321#奇体CE27322#奇体&&&ABCG2AG2B74LS138G1Y0Y1···Y7WRRDRDRDA13~A1A12~A1A12~A1A12~A1A12~A1WRRDRDRDD7~D0D15~D8图6.258086CPU与存储器连接的举例A14A15A16A0M/IOA14A15A16BHEA13森榴求捷鳞撑真纽交丹汞臭险酚植雄河志泼彤谦榨系啥齿下凡较舱玻穗斯微机接口第六章存储器微机接口第六章存储器