第5章微机的存储器ppt课件.ppt

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1、第五章微机的存储器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。微机的存储器5.1存储器的分类与组成5.2随机存取存储器（ＲＡＭ）5.3读存储器（ＲＯＭ）5.4存储器的连接5.5几种新型的半导体存储器5.6磁表面存储器5.7光盘存储器5.1存储器的分类与组

2、成存储器按它与CPU的连接方式不同，可分为内存储器和外存储器。通过CPU的外部总线直接与CPU相连的存储器称为内存储器（简称内存或主存）。CPU要通过I/O接口电路才能访问的存储器称为外存储器（简称外存或二级存储器）。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、磁泡存储器和磁芯存储器以及光盘存储器等。图5.1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。一、半导体存储器的分类半导体存储器的分类如图5.2所示。按使用的功能可分为两大类：随机存取

3、存储器RAM(RandomAccessmemory)和只读存储器ROM(ReadOnlyMemory)。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)RAM两种。双极型RAM的特点是存取速度快，但集

4、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,但是它靠电路中栅极电容来储存信息，由于电容器上的电会泄它需要定时进行刷新。只读存储器ＲＯＭ按工艺也可分为双极型和ＭＯＳ型，但一般根据信息写入的方式不同，而分为:掩模式ＲＯＭ;可编程ＰＲＯＭ和可擦除;可再编程ＥＰＲＯＭ等。二、半导体存储器的组成半导体存储器的组成框图如图5.3所示。它一般由存储体、地址选择电路、输入输出电路和控制电路组成。（一）存储体存储体是存储

5、1或0信息的电路实体，它由许多存储单元组成，每个存储单元赋予一个编号，称为地址单元号。而每个存储单元由若干相同的位组成，每个位需要一个存储元件。存储器的地址用一组二进制数表示，其地址线的位数n与存储单元的数量N之间的关系为：2=Nn地址线数与存储单元数的关系列于下表中：（二）地址选择电路地址选择电路包括地址码缓冲器，地址译码器等。地址译码器用来对地址码译码。地址译码方式有两种：1.单译码方式（或称字结构）它的全部地址只用一个电路译码，译码输出的字选择线直接选中对应地址码的存储单元。2.双译码方式（或称重合译码

6、）双译码方式如图5.4所示。它将地址码分为X和Y两部分，用两个译码电路分别译码。Ｘ向译码又称行译码，其输出线称行选择线，它选中存储矩阵中一行的所有存储单元。Ｙ向译码又称列译码，其输出线称列选择线，它选中一列的所有单元。只有X向和Y向的选择线同时选中的那一位存储单元,才能进行读或写操作。（三）读/写电路与控制电路读/写电路包括读/写放大器、数据缓冲器（三态双向缓冲器）等。它是数据信息输入和输出的通道。外界对存储器的控制信号有读信号（ＲＤ）、写信号（ＷＲ）和片选信号（ＣＳ）等，通过控制电路以控制存储器的读或写操作

7、以及片选。只有片选信号处于有效状态，存储器才能与外界交换信息。5.2随机存取存储器（RAM）一、静态随机存取存储器（一）静态ＲＡＭ的基本存储电路静态ＲＡＭ的基本存储电路，是由６个ＭＯＳ管组成的ＲＳ触发器.如图5.5所示：（二）静态RAM的组成静态RAM的结构组成原理图如图5.6所示：（三）静态RAM的读/写过程1.读出过程（1）地址码Ａ０－Ａ１１加到RAM芯片的地址输入端，经X与Y地址译码器译码，产生行选与列选信号，选中某一存储单元，该单元中存储的代码，经一定时间，出现在I／O电路的输入端。Ｉ／Ｏ电路对读出的

8、信号进行放大、整形，送至输出缓冲寄存器。缓冲寄存器一般具有三态控制功能，没有开门信号，所存数据还不能送到DB上。（2）在送上地址码的同时，还要送上读/写控制信号（R/W或RD、WR）和片选信号（CS）。读出时，使R/W＝１，CS＝０，这时，输出缓冲寄存器的三态门将被打开，所存信息送至DB上。于是，存储单元中的信息被读出。2.写入过程（１）地址码加在RAM芯片的地址输入端，选中相应的存储单元，使其可以