单片机第六章.ppt

第六章 半导体存储器 第六章 半导体存储器 第一页，共三十七页，2022年，8月28日 第六章 半导体存储器 六. 半导体存储器 存储器概述 1 常用的存储器芯片 2 存储器的扩展 3 串行EEPROM存储器及其应用 4 第二页，共三十七页，2022年，8月28日 第六章 半导体存储器 6.1 存储器概述 存储器是存放二进制编码信息的硬件装置 存储器的类型 按工作时与CPU联系密切程度分类 主存和辅存，或者称作内存和外存。主存直接和CPU交换信息，容量小，速度快。辅存则存放暂时不执行的程序和数据，只在需要时与主存进行批量数据交换，通常容量大，但存取速度慢； 按存储元件材料分类 半导体存储器、磁存储器及光存储器； 按存储器读写工作方式分类 随机存储器(RAM, Random Access Memory)和只读存储器(ROM, Read Only Memory)。随即存储器中任何存储单元都能随时读写；只读存储器中存储的内容是固定不变的，联机工作时只能读出不能写入。 第三页，共三十七页，2022年，8月28日 第六章 半导体存储器 6.1 存储器概述 2. 存储器的性能指标 存储器的主要性能指标：存储容量、存取速度、可靠性、性能价格比。 存储容量用其存储的二进制位信息量描述，用其存储单元数与存储单元字长乘积表示，即容量=字数×字长。 存取速度是指从CPU给出有效地存储器地址到存储器输入或输出有效数据所需要的时间。 第四页，共三十七页，2022年，8月28日 第六章 半导体存储器 6.1 存储器概述 3.存储器的分级结构 对存储器的要求是容量大、速度快、可靠性高、成本低，但对一个存储器要求上述几项性能均佳是难以办到的，而有些指标要求本身就是互相矛盾的。为解决这一矛盾，目前在计算机系统中，采用了分级结构。 目前采用的较多的是3级存储器结构，即高速缓冲存储器(Cache)、内存储器和辅助存储器。中央处理器CPU能直接访问的存储器有高速缓存和内存，不能直接访问辅助存储器。 第五页，共三十七页，2022年，8月28日 第六章 半导体存储器 6.1 存储器概述 3.存储器的分级结构 获取速度，使存取速度能和中央处理器的速度匹配。 介于两者之间，要求其具有适当的容量，能容纳较多的核心软件和用户程序，还有满足系统对速度的要求。 追求大容量，以满足对计算机的容量要求。 第六页，共三十七页，2022年，8月28日 第六章 半导体存储器 6.2 常用的存储器芯片 1. 半导体存储器芯片的结构 半导体存储器芯片由存储矩阵、地址译码器、控制逻辑和三态数据缓冲寄存器组成，是大量存储元件的有机结合。存储元件则是由能存储一位二进制代码的物理器件构成。将存储矩阵中的全部存储单元赋予单元地址，由芯片内部的地址译码器实现按地址选择对应的存储单元。在CPU及其接口电路送来的芯片选择信号CS和读写控制信号R/W的配合下，单方面打开三态缓冲器，将该存储单元中的代码进行读或写操作。在不进行读或写操作时，芯片选择信号无效，控制逻辑使三态缓冲器处于高阻组装，存储矩阵与数据线脱开。 第七页，共三十七页，2022年，8月28日 第六章 半导体存储器 6.2 常用的存储器芯片 1. 半导体存储器芯片的结构 容量为2n个存储单元的存储矩阵，必须有n条地址线选通对应的存储单元，若每个存储单元有N位(字长为N)，则有N条数据线，该存储体由2n×N个存储元件组成。 第八页，共三十七页，2022年，8月28日 第六章 半导体存储器 6.2 常用的存储器芯片 2. 随机读写存储器RAM RAM简称随机存储器。可分为双极性和MOS型。双极性RAM主要用在高速微型计算中，MOS型RAM则广泛用于微型计算机中。MOS型RAM分为静态RAM(Static RAM)和动态RAM（Dynamic RAM）。动态RAM的存储元件由单只或三只MOS管组成，依靠MOS管栅极电容的电荷记忆信息。“刷新”：为了不丢失信息，在电容放电丢失电荷之前，把数据读出来再写进去，再次给电容充电，维持所记忆的信息。 动态RAM集成度高，功耗低，但须增加刷新电路，适于构成大容量的存储器系统。 静态RAM的存储元件是6管MOS型触发器，每个存储元件中包括很多MOS管，存储容量有限。 与动态RAM相比，静态RAM功耗也比较大，但不需要刷新电路，适用于存储容量较小的系统中。 第九页，共三十七页，2022年，8月28日 第六章 半导体存储器 6.2 常用的存储器芯片 2. 随机读写存储器RAM 常用的静态RAM芯片有：6116，6264，62128，62256。 6116： 存储容量：2