《微机原理》第05章 存储器原理与接 课件口.ppt

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1、第五章存储器原理与接口存储器分类多层存储器结构概念主存储器及存储控制8086系统存储组织5.1.1有关存储器几种分类存储介质分类半导体存储器磁盘和磁带等磁表面存储器光电存储器5.1.2按存取方式分类随机存储器RAM(RandomAccessMemory)只读存储器ROM（Read-OnlyMemory）串行访问存储器(SerialAccessStorage)5.1存储器分类5.1.3按在计算机中的作用分类主存储器(内存)辅助存储器(外存)高速缓冲存储器半导体存储器双极型MOS型SAMROMRAM掩膜ROMPROM(可编程PROM)SRAM(静态RA

2、M)DRAM(动态RAM)IRAM(组合RAM)FLASH（非易失型RAM）EPROM(可擦除可编程PROM)EEPROM（电可擦除PROM)双极型RAM——存取速度快，但集成度低，功耗大，主要用于速度要求高的位片式微机中静态MOSRAM(SRAM)——集成度高于双极型RAM，功耗低于双极型RAM动态RAM（DRAM）——更高集成度，需要定时刷新。静态MOSRAM的集成度高于双极型RAM，而功耗低于双极型RAM；DRAM（DRAM）比SRAM（SRAM）具有更高的集成度，但是它靠电路中的栅极电容来储存信息，由于电容器上的电荷会泄漏，因此，它需要定时

3、进行刷新。不可编程掩模式MOSROM又称为固定存储器。它是由器件制造厂家根据用户事先编好的机器码程序，把0、1信息存储在掩模图形中而制成的ROM芯片。这种芯片制成以后，它的存储矩阵中每个MOS管所存储的信息0或1被固定下来，不能再改变，而只能读出。如果要修改其内容，只有重新制作。适合大批量生产为了克服上述掩模式MOSROM芯片不能修改内容的缺点，设计了一种可编程序的只读存储器PROM（programmableROM），用户在使用前可以根据自己的需要编制ROM中的程序。熔丝式PROM的存储电路中的电子开关Ｓ改为一段熔丝。假定在制造时，每一单元都由熔丝

4、接通，则存储的都是0信息。如果用户在使用前根据程序的需要，利用编程写入器对选中的基本存储电路通以20mA～50mA的电流，将熔丝烧断，则该单元将存储信息1。这样，便完成了程序修改。由于熔丝烧断后，无法再接通，所以，PROM只能一次编程。编程后，不能再修改。编程为一次性的,烧断的熔丝不能再接上.当在该位上需要存0时,通过编程,烧断熔丝;当需存1时,保留熔丝.PROM的结构图位线字线PROM芯片虽然可供用户进行一次修改程序，但仍很局限。为了便于研究工作，试验各种ROM程序方案，就研制了一种可擦除、可再编程的ROM，即EPROM（erasablePROM

5、）。在EPROM芯片出厂时，它是未编程的。可用两种方法来擦除原存的信息。一种是利用专用的紫外线灯对准芯片上的石英窗口照射15～20分钟，即可擦除原写入的信息，以恢复出厂时的状态，经过照射后的EPROM，就可再写入信息。写好信息的EPROM为防止光线照射，常用遮光胶纸贴于窗口上。这种方法只能把存储的信息全部擦除后再重新写入，它不能只擦除个别单元或某几位的信息，而且擦除的时间也很长。绝缘层浮动栅雪崩注入式MOS管可用紫外线擦除、可编程的EPROM近几年来，采用金属—氮—氧化物—硅（MNOS）工艺生产的MNOS型PROM，它是一种利用电来改写的可编程只读

6、存储器，即EEPROM（或称E2PROM），这种只读存储器能解决上述问题。当需要改写某存储单元的信息时，只要让电流通入该存储单元，就可以将其中的信息擦除并重新写入信息，而其余未通入电流的存储单元的信息仍然保留。用这种方法改写数万次，只需要0.1s～0.6s，信息存储时间可达十余年之久，这给需要经常修改程序和参数的应用领域带来极大的方便。但是，EEPROM有存取时间较慢，完成改写程序需要较复杂的设备等缺点，现在正在迅速发展高密度、高存取速度的EEPROM技术。1、核心是解决容量、速度、价格间的矛盾，建立起多层存储结构。一个金字塔结构的多层存储体系充分

7、体现出容量和速度关系5.2多层存储结构概念2、多层存储结构寄存器Cache(高速缓存)内存磁盘磁道、光盘Cache的工作原理CPUCache主存DBDBDB命中存在不命中两种存储系统在一般计算机中主要有两种存储系统：Cache存储系统主存储器高速缓冲存储器虚拟存储系统主存储器磁盘存储器内存通常指硬盘Cache存储系统对程序员是透明的目标：提高存储速度Cache主存储器CPU虚拟存储系统对应用程序员是透明的。目标：扩大存储容量主存储器磁盘存储器Cache—主存层次：解决CPU与主存的速度上的差距；主存—辅存层次：解决存储的大容量要求和低成本之间的矛盾

8、。5.3主存储器及存储控制5.3.1主存储器主要指标存储容量、存取时间/存储周期、可靠性存储容量CPU最大容量：CPU地址