微型计算机原理及接口技术(第四章).ppt

第4章 半导体存储器 本章主要教学内容 本章主要讲述内部存储器的功能、组成、半导体存储器的工作原理，（外部的引脚重要于内部结构）并简要介绍微处理机与内存之间的连接。 4.1 概述 存储系统是计算机的重要组成部分,用来存储微型计算机工作时使用的信息（程序和数据）的部件，正是因为有了存储器，计算机才有信息记忆功能。 计算机的存储器可分为两大类： 内部存储器（简称内存或主存） 外部存储器（简称外存） 计算机工作时，一般先由只读存储器中的引导程序启动系统（如BIOS），再从外存中（软硬盘）读取系统程序和应用程序送到内存中运行。 4.1 概述 4.1.1存储器的分类 按存取速度和用途可把存储器分为两大类，内部存储器和外部存储器。 内存： CPU可直接访问的存储器为内存（其容量取决于CPU的寻址空间，即地址线的数量）。内存一般选用存取速度快的存储器，内存是计算机的重要组成部分。目前应用在微型计算机的主内存容量已达64 MB～64GB。高速缓存器(Cache)的存储容量已达128～512 KB。（见P50） 外存：把存储容量大而速度较慢的存储器称为外部存储器，简称外存。 4.1 概述 4.1 概述 4.1.2半导体存储器的分类 4.1 概述 1. 只读存储器(ROM) 1) 掩膜ROM 掩膜ROM是利用掩膜工艺制造的存储器，程序和数据在制造器件过程中已经写入，一旦做好，不能更改。因此，只适合于存储成熟的固定程序和数据，大量生产时，成本很低。 2) 可编程ROM 可编程ROM简称PROM(Programmable ROM)。PROM由厂家生产出的“空白”存储器，根据用户需要，利用特殊方法写入程序和数据，即对存储器进行编程。但只能写入一次，写入后信息是固定的，不能更改。它PROM类似于掩膜ROM，适合于批量使用。 4.1 概述 3) 可擦除PROM 可擦除PROM简称EPROM(Erasable Programmable ROM)。这种存储器可由用户按规定的方法多次编程，如编程之后想修改，可用紫外线灯制作的擦除器照射7～30分钟左右(新的芯片擦除时间短，多次擦除过的芯片擦除时间长)，使存储器复原，用户可再编程。这对于专门用途的研制和开发特别有利，因此应用十分广泛。 4.1 概述 4) 电可擦PROM 电擦除的PROM简称EEPROM或E2PROM(Electrically Erasable PROM)。这种存储器能以字节为单位擦除和改写，而且不需把芯片拔下插入编程器编程，在用户系统即可进行。随着技术的进步，EEPROM的擦写速度将不断加快，将可作为不易失的RAM使用。 4.1 概述 2. 随机读写存储器(RAM) 这种存储器在使用过程中既可利用程序随时写入信息，又可随时读出信息。它分为双极型和MOS型两种，前者读写速度高，但功耗大，集成度低，故在微型机中几乎都用后者。RAM可分为三类。 1) 静态RAM 静态RAM即SRAM(Static RAM)，其存储电路以双稳态触发器为基础，状态稳定，只要不掉电，信息不会丢失。优点是不需刷新，缺点是集成度低。它适用于不需要大存储容量的微型计算机(例如，单板机和单片机)中。 4.1 概述 2) 动态RAM 动态RAM即DRAM(Dynamic RAM)，其存储单元以电容为基础，电路简单，集成度高。但也存在问题，即电容中电荷由于漏电会逐渐丢失，因此DRAM需定时刷新。它适用于大存储容量的计算机。 ROM特点：a）只读不可写；b）掉电信息不丢失 RAM特点：a）可读可写；b）掉电信息丢失 4.1 概述 4.1.3半导体存储器的主要技术指标 半导体存储器的主要有可靠性、功耗、价格、电源种类等，但从接口电路来看，最重要的指标是存储器芯片的容量和存取速度。 1. 容量 存储器芯片的容量是以存储1位二进制数(bit)为单位的，因此存储器的容量指每个存储器芯片所能存储的二进制数的位数。例如，1024位/片指芯片内集成了1024位的存储器。由于在微机中，数据大都是以字节(Byte)为单位并行传送的，因此，对存储器的读写也是以字节为单位寻址的。 4.1 概述 然而，存储器芯片因为要适用于1位、4位、8位计算机的需要，或因工艺上的原因，其数据线也有1位、4位、8位之不同。例如，Intel 2116为1位，Intel 2114为4位，Intel 6264为8位，所以在标定存储器容量时，经常同时标出存储单元的数目和位数，因此有 存储