第五章微型计算机存储器接口技术课件
71页1、第五章 微型计算机存储器接口技术,5.1 存储器概述,存储器是微型计算机系统中用来存放程序和数据的基本单元或设备。,一、存储器的分类,按存储介质分:半导体存储器、磁介质存储器和光存储器。 按存储器与cpu的耦合程度分:内存和外存,1.半导体存储器的分类 a. 双极型存储器; b. MOS型存储器 2.按存取方式分类 (1)随机存取存储器RAM a. 静态RAM b. 动态RAM,(一) 半导体存储器的分类及特点,(2)只读存储器ROM,a. 掩模式ROM; b. 熔炼式可编程的PROM, c. 可用紫外线擦除、可编程的EPROM; d. 可用电擦除、可编程的E2PROM等。 e. 闪速存储器(Flash Memory):简称闪存,闪存:Flash Memory,特点:非易失性存储器, 可在系统电可擦除和可重复编程,闪速存储器的技术分类:全球闪速存储器的主要供应商有AMD、ATMEL、Fujistu、Hitachi、Hyundai、Intel、Micron、Mitsubishi、Samsung、SST、SHARP、TOSHIBA,由于各自技术架构的不同,分为几大阵营。,NOR技术,NAN
2、D,AND技术,由EEPROM派生的闪速存储器,3.按在微机系统中位置分类,1.存储容量 存储容量是指存储器所能存储二进制数码的数量, 存储容量=存储字数(存储单元数) 存储字长(每单元的比特数) 例如,某存储芯片的容量为10244,即该芯片有1024个存储单元,每个单元4位代码。 2.存取速度 存取时间是指从启动一次存储器操作到完成该操作所经历的时间,也称为访问时间。 存取速度也可用存取周期或数据传输速率来描述.,二、存储器的主要性能指标 衡量半导体存储器性能的主要指标有存储容量、存取速度、功耗和可靠性。,3.功耗和体积 功耗通常是指每个存储元消耗功率的大小,单位为微瓦/位(W/位)或者毫瓦/位(mW/位) 体积和功耗越小越好. 4.可靠性 可靠性一般是指对电磁场及温度变化等的抗干扰能力,一般平均无故障时间为数千小时以上。,三、内存的基本组成, 地址译码器: 接收来自CPU的n位地址,经译码后产生2n个地址选择信号,实现对片内存储单元的选址。 控制逻辑电路: 接收片选信号CS及来自CPU的读/写控制信号,形成芯片内部控制信号,控制数据的读出和写入。 数据缓冲器: 寄存来自CPU的写入
3、数据或从存储体内读出的数据。, 存储体: 是存储芯片的主体,由基本存储元按照一定的排列规律构成。,一、静态RAM,RAM 通常用来存储当前运行的程序和在程序运行过程中需要改动的数据。相对于DRAM, SRAM具有速度快,接口简单、读写操作简便等特点,但其存储容量小,价格也偏高,故通常在多级存储系统中被用于构成cache存储器。,5.2 随机存储器,常用的SRAM芯片有: Intel公司生产的2114、2128、6116、6264、62256等。 如HY6116,HM62256,HM628128,等等 容量:1K4, 1K8, 2K8, K8,512K8 现以2114芯片为例对SRAM的芯片特性和接口方法进行介绍。,1.芯片特性 Intel 2114是一种存储容量为1K4位,存取时间最大为450ns的SRAM芯片。如下图:,GND,2. 内部结构,片选及读写控制电路:用于实现对芯片的选择及读写控制,存储矩阵:Intel 2114内部共有4096个存储电路,排成6464的短阵形式,地址译码器:输入为10根线,采用两级译码方式,其中6根用于行译码,4根用于列译码;,I/O控制电路:分为输入数
4、据控制电路和列IO电路,用于对信息的输入输出进行缓 冲和控制;,二、DRAM 1.芯片特性 Intel 2164是一种存储容量为64K1位、最大存取时间为200ns、刷新时间间隔为2ms的DRAM芯片。,2. Intel 2164的内部结构,2.接口方法 DRAM控制器一般由如下部分组成: 地址多路开关: 由于要向DRAM芯片分时送出行地址和列地址,所以必须具有多路开关,把来自CPU的地址变成行地址和列地址分两次送出。 刷新定时器: 用来定时提供刷新请求。 刷新地址计数器: 提供刷新的地址,每刷新一行,计数器自动加1,全部行刷新一遍后自动归零,重复刷新过程。, 仲裁电路: 当来自CPU的访问存储器请求和来自刷新定时器的刷新请求同时产生时,对二者的优先权进行裁定。 时序发生器: 提供行地址选通信号RAS、列地址选通信号CAS和写允许信号WE,以满足对存储器进行访问及对芯片进行刷新的要求。,DRAM控制的逻辑框图,三、存储器扩展技术,对于存储体中存储单元的排列方式,通常分为字结构方式和位结构方式两种。,字结构方式:指芯片上所有的存储元排列成不同的存储单元,每个单元一个字,每个字的各位在同一
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