内存储器及其接口

1、 第五章 内存储器及其接口5.1 半导体存储器5.1.1 概述5.1.2 RAM芯片的结构、工作原理及典型产品5.1.3 ROM芯片的结构、工作原理及典型产品 5.2 半导体存储器接口的基本技术5.2.1 8位微机系统中的存储器接口5.2.2 动态存储器的连接*（超出大纲范围，自 学）5.1 半导体存储器5.1.1 概述存储器是信息存放的载体，是计算机系统的重要 组成部分。有了它，计算机才能有记忆功能，才能把 要计算和处理的数据以及程序存入计算机，使计算机 能脱离人的直接干预，自动地工作。存储器就是用来存储程序和数据的，程序和数据都 是信息的表现形式。按照存取速度和用途可把存储器 分为两大类：内存储器（简称内存，又称主存储器） 和外存储器。存储器的容量越大，记忆的信息也就越 多，计算机的功能也就越强。一、内存储器的基本结构图5-1 存储器的逻辑结构示意图0000H 0001H 0002H XXXXH 读写控制总线 N位数据总线 地址译码器地址 内容 M位地址总线 存储体MB数据寄存器 MDR地址寄存器 MAR二、存储器中的数据组织 在计算机系统中，作为一个整体一次存放或取出内存 储器的

2、数据称为“存储字”（8位机的存储字是8位，即 一个字节；16位微机的存储字是16位，两个字节；32 位微机的存储字是32位，四个字节等等） 在现代计算机系统中，特别是微机系统中，内存储器 一般都是字节编址的。 一个8位存储字对应一个8位的字节单元；一个16位存 储字对应两个8位的字节单元；一个32位存储字对应四 个8位的字节单元；存储字地址是以1、2、4个存储单 元中最低端的单元地址作为存储字地址。三、半导体存储器的重要性能、技术指标（1）存储容量 （2）存储速度 （3）可靠性存储容量是指存储器可以容纳的二进制 信息量，以2M*N位表示。M表示存储器 地址线的位数，N表示存储器的数据线的 位数。容量为 ： 211*8= 2KB四、半导体存储器的分类 半导体存储器按类型可分为随机存储器 (RAM)和只读存储器(ROM) 1RAM的种类：在RAM中，按工艺可分为双极 型和MOS型两大类。用MOS器件构成的RAM ，可分为静态RAM和动态RAM两种。 2ROM的种类：1）掩膜ROM；2）可编程的 只读存储器PROM；3）可擦除的EPROM；4 ）电擦除的E2PROM；5）快速擦写存储器 Fl

3、ash Memory 又称快闪存储器1.随机存取存储器RAM RAM的特点是存储器中信息能读能写， RAM中信息在关机后立即消失。它又可分 为静态RAM(SRAM)和动态RAM(DRAM)(1)SRAMSRAM的特点是只要电源不撤除，写入SRAM 的信息将不会消失，不需要刷新电路(2)DRAM写入DRAM的信息的保存时间为2ms左右，为 了保存DRAM中的信息，每隔12ms要对对其 刷新一次。一般微机系统统中的内存都采用 DRAM。图5-2 半导体存储器的分类图5.1.2 RAM芯片的结构、工作原理及典型产品一、RAM芯片的内部结构图5-3 典型的RAM的示意图1 2 31 32 1 2 31 32 读/写 选片 数据输入 A5 A6 A7 A8 A9 1 2 31 32 1 2 31 32 32321024 存储单元 译 码 器 地 址 反 相 器 A0 A1 A2 A3 A4 驱 动 器 I/O电路 Y 译码器 地址反相器 控制 电路 输出 驱动 数据输出1.SRAM(静态)的存储器单元基本存储电路单元（六管静态存储电路）A BVCC （+5V）T1T2T3T4图5-4 基本存储电

4、路单元（位）X 地址译 码线 D0 DO (I/O) 接 Y 地址译码器 (I/O) T6 T5 VCC （ +5V ） A B T1 T2 T3 T4 T7 T8 2.动态RAM的存储单元（单管动态存储电路）CD数据线 CS0.2V 字选线 TS 图5-5 单管动态存储电路 二、RAM典型芯片举例1. 常用典型的(静态)SRAM芯片有6116、6264、 62256等。A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 D0 D1 D2 GND VCC A8 A9 WE OE A10 CS D7 D6 D5 D4 D3 1 24 2 23 3 22 4 21 5 20 6 19 7 18 8 17 9 16 10 15 11 14 12 13 图5-6 6116引脚 6264引脚 NC A12 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 D0 D1 D2 GND VCC WE CS2 A8 A9 A11 OE A10 CS D7 D6 D5 D4 D3 1 28 2 27 3 26 4 25 5 24 6 23 7 22 8 21 9 20 10 19 11 18 12 17 13

5、16 14 15 2动态RAM实例NC DIN WE RAS A0 A2 A1 GND VCC CAS DOUT A6 A3 A4 A5 A7 1 16 2 15 3 14 4 13 5 12 6 11 7 10 8 9 图5-7 2164引脚 行地址选通列地址选通图5-8 2164内部结构示意图 DOUT 输出缓冲器 A0A1A2A3A4A5A6A7 128128 存储矩阵 128 读出放大器 1/2(1/128 列译码器) 128 读出放大器 128128 存储矩阵 1/128 行译码器 1/128 行译码器 128128 存储矩阵 128 读出放大器 1/2(1/128 列译码器) 128 读出放大器 128128 存储矩阵 8位地址锁存器 1/4I/O门 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 RAS CAS WE DIN 5.1.3 ROM芯片的结构、工作原理及典型产品1MOS ROM电路VDD 字线0 字线1 字线2 字线3 位线1 位线2 位线3 位线4 D3 D2 D1 D0 A0 A1 字 线 地 址 译 码 器 字线4 图5-9 单译码结构电路

6、1 2 32 I/O A5 A6 A7 A8 A9 1 2 32 A0 A1 A2 A3 A4 X 地 址 译 码 器 Y 地址译码器 图5-10 复合译码结构电路2. 可擦除可编程的ROM（EPROM）1)基本存储电路S D 位线 字线 浮空 图5-11 EPROM的结构示意图2)EPROM实例A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 O0 O1 O2 GND VCC A8 A9 VPP OE A10 CE O7 O6 O5 O4 O3 1 24 2 23 3 22 4 21 5 20 6 19 7 18 8 17 9 16 10 15 11 14 12 13 图5-12 2716引脚 3.电可擦可编程ROM(EEROM)1)Intel 2817的基本特点图5-13 2817A引脚5.2 半导体存储器接口的基本技术 5.2.1 8位微机系统中的存储器接口 RAM与CPU的连接在微型计算机中，CPU对存储器进行读写操作 ，首先要 由地址总线给出地址信号，然后要发出 相应的是读还是写的控制信号，最后才能在数据 总线上进行信息交流。所以，RAM与CPU的连接 ，主要有以下三个部分：

7、地址线的连接； 数据线的连接； 控制线的连接。(1)地址线的连接可以根据所选用的半导体存储器芯片地址线的多少 ，把CPU的地址线分为芯片外(指存储器芯片)地址 和芯片内的地址，片外地址经地址译码器译码后输 出，作为存储器芯片的片选信号，用来选中CPU所 要访问的存储器芯片。片内地址线直接接到所要访 问的存储器芯片的地址引脚，用来直接选中该芯片 中的一个存储单元。 -(2)数据线的连接 (3)控制线的连接一、集成地址译码电路138的应用74LS138经常用来作为存储器的译码电路。 CPU要对存储单元进行读/写，首先要选择存储 器芯片，即进行片选，然后在被选中的芯片中 选择所要读/写的存储单元，即进行“字选”-选 择存储字。片选是通过地址译码方法来实现的 。 .74LS138译码器G2AG2BG1C B AY7Y0有效输出0 0 10 0 01 1 1 1 1 1 1 0Y00 0 10 0 11 1 1 1 1 1 0 1Y10 0 10 1 01 1 1 1 1 0 1 1Y20 0 10 1 11 1 1 1 0 1 1 1Y30 0 11 0 01 1 1 0 1 1 1 1Y40

8、 0 11 0 11 1 0 1 1 1 1 1Y50 0 11 1 01 0 1 1 1 1 1 1Y60 0 11 1 10 1 1 1 1 1 1 1Y7其他值 1 1 1 1 1 1 1 1无效表5-5 74LS138的真值二、 实现片选控制的三种方法 （1）全译码法 CPU的全部地址总线（A19-A0）全 部参与译码，因此，存储器芯片中任意单元都有唯一确 定的地址（ P207图5-13 ）。 （2）部分译码法 地址总线（A19-A0）中的部分地址线参与译码，这种 情况下，一个存储器单元可以由两个以上的地址码选中 （若P207图5-13中的A19 不参与译码，而直接将G1接+5V ）。 （3）线选方式（线选法） 如果一个计算机系统中，所需要的存储器容量较小， 而且以后不要求扩充系统存储器容量，则可不采用译码 方式，而采用地址线直接用于片选控制（P210图5-15） 。三、控制信号的连接 SRAM通常有三条控制信号线-片选信 号CE、写允许信号WE和输出允许信号 OE。CE接地址译码器输出，OE接读信 号RD，WE接写信号线WR。 EPROM通常采用双线控制，片选信号CE 用来选择芯片、输出允许信号OE用来允 许数据输出。2.CPU与存储器的连接时应注意的问题1)CPU总线的带负载能力通常CPU总线的负载能力为一个TTL器件或20个MOS 器件，当总线上挂接的器件超过上述负载时，应考虑 总路线的驱动问题。常用的地址总线驱动器有 74LS244

《内存储器及其接口》由会员206****923分享，可在线阅读，更多相关《内存储器及其接口》请在金锄头文库上搜索。