第6章 存储器及其接口ppt课件.ppt

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1、第6章存储器及其接口存储器是微机的重要组成部分之一，它的种类很多，各种存储器存储信息的媒体、存储原理和方法也各不相同。本章主要以各种微机中广泛应用的半导体存储器为对象，在研究存储器及其基本电路、基础知识的基础上，着重研究存储芯片及其与CPU之间的连接与扩充问题。此外还简要介绍了磁表面存储器、光盘存储器以及一些新型的存储器。6.1存储系统的基本概念6.2存储器的分类与组成6.3随机存储器6.4只读存储器6.5存储器的连接6.6几种新型半导体存储器6.7高速缓冲存储器6.8磁表面存储器6.9光盘存储器1.掌握半导体存储器的分类与组成。2.掌握RAM与ROM组成原理与工作

2、原理。3.着重理解RAM与ROM读写操作的特性及两者间的区别。4.掌握存储器的扩充技术及连接方法。5.了解新型存储器的技术发展动向与趋势。6.理解键盘保护技术。7.了解光盘分类、读写原理及其特点。（１）微机存储系统有三个基本参数：容量：以字节数表示；速度：以访问时间TA、存储周期TM或带宽BM表示；TA——从接收读申请到读出信息到存储器输出端的时间TM——连续两次启动存储器所需的最小时间间隔TM>TA成本：以每位价格表示w——数据总线宽度6.1.1存储系统的层次结构6.1存储系统的基本概念（２）访问时间外存平均访问时间ms级硬盘　9－10ms光盘　80－120ms内

3、存平均访问时间ns级SRAMCache　　1－5nsSDRAM内存　　7－15nsEDO内存　　　60－80nsEPROM存储器　100－400ns（３）存储系统的层次结构寄存器Cache主存储器辅助存储器(磁盘)大容量存储器(磁带)外存储器内存储器存储器访问的局部性指处理器访问存储器时，无论取指令还是取数据，所访问的存储单元都趋向于聚集在一个较小的连续单元区域中。时间上的局部性——最近的将来要用到的信息很可能就是现在正在使用的信息，主要由循环造成。空间上的局部性——最近的将来要用到的信息很可能与现在正在使用的信息在空间上是邻近的。主要由顺序执行和数据的聚集存放造成

4、。存储器的层次结构是依靠存储器访问的局部性实现的，存储器的层次结构的性能由命中率来衡量。6.1.2　存储器访问的局部性原理（1）存储容量存储容量是存储器的一个重要指标。存储容量是指存储器可以存储的二进制信息量，它一般是以能存储的字数乘以字长表示的。即存储容量=字数×字长如一个存储器能存4096个字，字长16位，则存储容量可用4096×16表示。微型计算机中的存储器几乎都是以字节(8位)进行编址的，也就是说一个字节是“基本”的字长，所以常常只用可能存储的字节数来表示存储容量。存储容量是反映存储器存储能力的指标。6.1.3半导体存储器技术性能指标（2）最大存取时间

5、存储器的存取时间定义为存储器从接收到寻找存储单元的地址码开始，到它取出或存入数据为止所需的时间。通常手册上给出这个参数的上限值，称为最大存取时间。显然，它是说明存储器工作速度的指标。最大存取时间愈短，计算机的工作速度就愈快。半导体存储器的最大存取时间为十几ns到几百ns。（3）可靠性可靠性是指存储器对电磁场及温度等变化的抗干扰性，半导体存储器由于采用大规模集成电路结构，可靠性高，平均无故障时间为几千小时以上。（4）其它指标体积小、重量轻、价格便宜、使用灵活是微型计算机的主要特点及优点，所以存储器的体积大小、功耗、工作温度范围、成本高低等也成为人们关心的指标

6、。上述指标，有些是互相矛盾的。这就需要在设计和选用存储器时，根据实际需要，尽可能满足主要要求且兼顾其它。存储器是计算机的记忆部件，用来存储计算机的指令、数据和各种信息。存储器按它与CPU的连接方式不同可分为：内存储器－通过CPU的外部总线直接与CPU相连外存储器－CPU要通过I/O接口电路才能访问按存储器信息的器件和媒体来分有：半导体存储器、磁表面存储器、磁泡存储器磁芯存储器光盘存储器等。6.2存储器的分类与组成下图为CPU与存储器的连接结构示意图。图中内存由半导体存储器芯片组成，外存则有磁带、硬磁盘和软磁盘等。半导体存储器的分类如图所示。6.2.1半导体存储器的

7、分类RAM在程序执行过程中，每个存储单元的内容根据程序的要求既可随时读出，又可随时写入，故可称读／写存储器。它主要用来存放用户程序、原始数据、中间结果，也用来与外存交换信息和用作堆栈等。RAM所存储的信息在断开电源时会立即消失，是一种易失性存储器。RAM按工艺又可分为双极型RAM和MOSRAM两类，而MOSRAM又可分为静态(Static)和动态(Dynamic)两种。双极型RAM的特点是存取速度快，但集成度低，功耗大，主要用于速度要求高的位片式微中；静态MOSRAM的集成度高于双极型RAM,功耗低于双极型RAM；动态RAM比静态RAM具有更高的集成度,但是它靠