主要內(nèi)容存儲器分類與組成隨機存取存儲器(RAM)

只讀存儲器(ROM)存儲器的連接微機的存儲器主要內(nèi)容微機的存儲器存儲器是微型計算機系統(tǒng)中用來存放程序和數(shù)據(jù)的基本單元或設(shè)備。存儲器容量愈大，能存放的信息就愈多，計算機的能力就愈強。存儲器作為計算機系統(tǒng)重要組成部分，隨著更好的存儲載體材料的發(fā)現(xiàn)及生產(chǎn)工藝的不斷改進，爭取更大的存儲容量、獲得更快的存取速度、減小存儲器載體的體積以及降低單位存儲容量性價比等方面都獲得快速的發(fā)展。微機的存儲器了解內(nèi)容存儲器是微型計算機系統(tǒng)中用來存放程序和數(shù)據(jù)的基本單元或設(shè)備。按與CPU連接方式不同分為：內(nèi)存儲器和外存儲器。通過CPU的外部總線直接與CPU相連的存儲器稱為內(nèi)存儲器（簡稱內(nèi)存或主存）。CPU要通過I/O接口電路才能訪問的存儲器稱為外存儲器（簡稱外存或二級存儲器）。按存儲器信息的器件和媒體不同分為：半導(dǎo)體存儲器、磁表面存儲器、磁泡存儲器和磁芯存儲器以及光盤存儲器等。存儲器的分類與組成按與CPU連接方式不同分為：內(nèi)存儲器和外存儲器。存儲器的分類存儲容量存儲容量=N×MN－半導(dǎo)體存儲器芯片有多少個存儲單元，單元尋址與地址線有關(guān)。M－每個存儲單元中能存放多少個二進制位，二進制數(shù)位的傳送與數(shù)據(jù)線有關(guān)。存儲器的性能指標(biāo)存儲容量存儲容量=N×MN－半導(dǎo)體存儲器芯片有1KB=1024B1MB=1024KB1GB=1024MB存儲容量的表示常用單位的換算bit—用二進制位定義存儲容量Byte—用二進制字節(jié)定義存儲容量字節(jié)—B（Byte）千字節(jié)—KB（KiloByte）兆字節(jié)—MB（MegaByte）吉字節(jié)—GB（GigaByte）存儲容量的常用單位存儲器的性能指標(biāo)1KB=1024B存儲容量的表示常用單位的換算bit存取時間存取時間的定義（讀寫周期表示）

存取時間的單位

存取時間的特點向存儲器單元寫數(shù)據(jù)所需時間，從存儲器單元讀數(shù)據(jù)所需時間。ns（納秒）存儲器存取時間短僅用基本周期，存儲器存取時間長插入等待周期。存儲器的性能指標(biāo)了解內(nèi)容存取時間存取時間的定義（讀寫周期表示）向存儲器單元寫數(shù)功耗功耗的定義

功耗的單位

存儲器單元的功耗，存儲器芯片的功耗。存儲器單元的功耗—μW/單元存儲器芯片的功耗—mW/芯片該指標(biāo)不僅涉及消耗功率的大小，也關(guān)系到芯片集成度以及在機器中的組裝和散熱問題。存儲器的性能指標(biāo)了解內(nèi)容功耗功耗的定義存儲器單元的功耗，存儲器單元的功耗—TTL器件，工作電源為+5VMOS器件，工作電源為+1.5V~+18V與存儲器芯片類型有關(guān)

與應(yīng)用系統(tǒng)有關(guān)

一般應(yīng)用系統(tǒng)—+5V特殊應(yīng)用系統(tǒng)—+3.3V、1.5V工作電源存儲器的性能指標(biāo)了解內(nèi)容TTL器件，工作電源為+5V與存儲器芯片類型有關(guān)一般價格價格公式——（C＋E）/S元/位

性價比C—存儲器芯片價格E—所需外圍電路價格S—存儲器芯片字節(jié)容量單片容量大的存儲器芯片相對成本低存取時間長的存儲器芯片相對成本低無外圍電路的存儲器芯片相對成本低存儲器的性能指標(biāo)了解內(nèi)容價格價格公式——（C＋E）/S元/位C—存按使用的功能分兩類：隨機存取存儲器RAM(RandomAccessMemory)只讀存儲器ROM(ReadOnlyMemory)。半導(dǎo)體存儲器的分類按使用的功能分兩類：半導(dǎo)體存儲器的分類RAM在程序執(zhí)行過程中，每個存儲單元的內(nèi)容根據(jù)程序的要求既可隨時讀出，又可隨時寫入，故可稱讀/寫存儲器。主要用來存放用戶程序、原始數(shù)據(jù)、中間結(jié)果，也用來與外存交換信息和用作堆棧等。RAM所存儲的信息在斷開電源時會立即消失，是一種易失性存儲器。半導(dǎo)體存儲器的分類RAM在程序執(zhí)行過程中，每個存儲單元的內(nèi)容根據(jù)程序的要求既可RAM按工藝可分為：雙極型RAM和MOSRAM兩類。MOSRAM特點：制造工藝簡單，集成度高，功耗小，價格便宜，在半導(dǎo)體存儲器中占有重要地位。常用：靜態(tài)SRAM，動態(tài)DRAM雙極型RAM特點：速度快，集成度低，功耗大，成本高，一般用于大型計算機或高速微機中。常用：TTL邏輯、ECL邏輯、I2L邏輯半導(dǎo)體存儲器的分類RAM按工藝可分為：雙極型RAM和MOSRAM兩類。MOS靜態(tài)RAM：集成度高于雙極型RAM，低于動態(tài)RAM。功耗低于雙極型RAM；不需要刷新電路。速度較快，集成度較低，一般用于對速度要求高、而容量不大的場合。動態(tài)RAM：比靜態(tài)RAM具有更高的集成度，但是它靠電路中柵極電容來儲存信息，由于電容器上的電會泄它需要定時進行刷新。集成度較高，存取速度較低，一般用于需要較大容量場合。半導(dǎo)體存儲器的分類靜態(tài)RAM：集成度高于雙極型RAM，低于動態(tài)RAM。功耗低于只讀存儲器ROM按工藝可分為雙極型和MOS型，但一般根據(jù)信息寫入的方式不同，而分為:掩膜ROM一次性可編程PROM紫外線可擦除EPROM電可擦除E2PROM可編程只讀存儲器FLASH半導(dǎo)體存儲器的分類只讀存儲器ROM按工藝可分為雙極型和MOS型，掩膜ROM半導(dǎo)固定ROM(掩模ROM)：廠家把數(shù)據(jù)“固化”在存儲器中，用戶無法進行任何修改。使用時，只能讀出，不能寫入。

用于大批量定型產(chǎn)品。2.一次性可編程ROM(PROM)：出廠時，存儲內(nèi)容全為1（或全為0），用戶可根據(jù)自己的需要進行編程，但只能編程一次。用于小批量產(chǎn)品。3.紫外線擦除可編程ROM(EPROM)：采用浮柵技術(shù)，可通過紫外線照射而被擦除，可重復(fù)擦除上萬次。要借助EPROM擦除器和專用編程器進行擦除和寫入程序，很不方便。

用于產(chǎn)品開發(fā)。半導(dǎo)體存儲器的分類固定ROM(掩模ROM)：廠家把數(shù)據(jù)“固化”在存儲器中，用5.快閃存儲器(FlashMemory)：采用浮柵型MOS管，存儲器中數(shù)據(jù)的擦除和寫入是分開進行的，數(shù)據(jù)寫入方式與EPROM相同，一般一只芯片可以擦除/寫入100萬次以上。是一種不需要電力就能保存資料的可重寫的記憶體。市面上的儲存卡、U盤、MP3播放器、數(shù)碼照相機和部分手機都是使用閃存。4.電可擦除可編程ROM(E2PROM)：采用浮柵技術(shù)，用電擦除，可重復(fù)擦寫100次，并且擦除的速度要快的多。電擦除過程就是改寫過程，只要通過廠商提供的專用刷新程序就可以輕而易舉地改寫芯片內(nèi)部的內(nèi)容，徹底擺脫了EPROM擦除器和編程器的束縛。它具有ROM的非易失性，又具備類似RAM的功能，可隨時改寫。半導(dǎo)體存儲器的分類5.快閃存儲器(FlashMemory)：采用浮柵型M組成：存儲體、地址選擇電路、輸入輸出電路、控制電路半導(dǎo)體存儲器的組成組成：存儲體、地址選擇電路、輸入輸出電路、控制電路半導(dǎo)體存儲存儲信息1或0的電路實體，由許多存儲單元組成，每個存儲單元賦予一個編號，稱為地址單元號。每個存儲單元由若干相同位組成，每個位需要一個存儲元件。存儲器的地址用一組二進制數(shù)表示，其地址線的位數(shù)n與存儲單元的數(shù)量N之間的關(guān)系為：1.存儲體半導(dǎo)體存儲器的組成存儲信息1或0的電路實體，由許多存儲單元組成，每個存儲單元賦包括地址碼緩沖器，地址譯碼器等。2.地址選擇電路半導(dǎo)體存儲器的組成包括地址碼緩沖器，地址譯碼器等。2.地址選擇電路半導(dǎo)體存儲地址譯碼方式有兩種：單譯碼方式（或稱字結(jié)構(gòu)）全部地址只用一個電路譯碼，譯碼輸出的字選擇線直接選中對應(yīng)地址碼的存儲單元。N條地址線，地址譯碼后，輸出2n種不同編號的字線。需要的選擇線數(shù)較多，只適合容量較小的存儲器。半導(dǎo)體存儲器的組成地址譯碼方式有兩種：全部地址只用一個電路譯碼，譯碼輸出的字選雙譯碼方式（或稱重合譯碼）地址碼分為X和Y兩部分，用兩個譯碼電路分別譯碼。Ｘ向譯碼也稱行譯碼，其輸出線稱行選擇線，它選中存儲矩陣中一行的所有存儲單元。Ｙ向譯碼也稱列譯碼，其輸出線稱列選擇線，它選中一列的所有單元。只有X向和Y向選擇線同時選中的那一位存儲單元，才能進行讀或?qū)懖僮鳌Ｐ枰倪x擇線數(shù)目較少，簡化了存儲器結(jié)構(gòu)，適合于大容量的存儲器。半導(dǎo)體存儲器的組成雙譯碼方式（或稱重合譯碼）地址碼分為X和Y兩部分，用兩個譯碼半導(dǎo)體存儲器的組成半導(dǎo)體存儲器的組成包括讀/寫放大器、數(shù)據(jù)緩沖器（三態(tài)雙向緩沖器）等，是數(shù)據(jù)信息輸入和輸出的通道。外界對存儲器的控制信號有讀信號（RD）、寫信號（WR）和片選信號（CS）等，通過控制電路以控制存儲器的讀或?qū)懖僮饕约捌x。只有片選信號處于有效狀態(tài)，存儲器才能與外界交換信息。3.讀/寫電路與控制電路半導(dǎo)體存儲器的組成了解內(nèi)容包括讀/寫放大器、數(shù)據(jù)緩沖器（三態(tài)雙向緩沖器）等，是數(shù)據(jù)信息由6個MOS管組成的RS觸發(fā)器。信息暫存于T1,T2柵極上。1.靜態(tài)RAM的基本存儲電路靜態(tài)隨機存儲器了解內(nèi)容由6個MOS管組成的RS觸發(fā)器。信息暫存于T1,T2柵極上2.靜態(tài)RAM組成(4Kx1位)通常，1個RAM芯片的存儲容量是有限的,需要用若干個才能構(gòu)成1個實用存儲器。每塊芯片都有一個片選信號。靜態(tài)隨機存儲器2.靜態(tài)RAM組成(4Kx1位)通常，1個RAM芯片的存靜態(tài)RAM芯片有2114、2142、6116、6264等。例如：常用的Intel6116是CMOS靜態(tài)RAM芯片，雙列直插式、21引腳封裝。它的存儲容量為2K×8位，其引腳及內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖5.7所示：3.靜態(tài)RAM芯片舉例靜態(tài)隨機存儲器靜態(tài)RAM芯片有2114、2142、6116、6264等。32Kx827248位靜態(tài)隨機存儲器2Kx827248位靜態(tài)隨機存儲器動態(tài)RAM芯片是以MOS管柵極電容是否充有電荷來存儲信息的，其基本單元電路一般由四管、三管和單管組成，以三管和單管較為常用。由于它所需要的管子較少，故可擴大每片存儲器芯片的容量，并且其功耗較低，所以在微機系統(tǒng)中，大多數(shù)采用動態(tài)RAM芯片。動態(tài)隨機存儲器動態(tài)RAM芯片是以MOS管柵極電容是否充有電荷來存儲信息的，由3個管子和2條字選擇線，2條數(shù)據(jù)線組成。1.動態(tài)基本存儲電路三管動態(tài)基本存儲電路寫數(shù)控制管讀數(shù)控制管存儲管預(yù)充電管輸出電容柵極電容動態(tài)隨機存儲器了解內(nèi)容由3個管子和2條字選擇線，2條數(shù)據(jù)線組成。1.動態(tài)基本存儲對于三管動態(tài)基本存儲電路，即使電源不掉電，Cg電荷也會在幾毫秒之內(nèi)逐漸泄漏掉，而丟失原存1信息。為此，必須每隔1ms~3ms定時對Cg充電，以保持原存信息不變，即動態(tài)存儲器的刷新（或叫再生）。動態(tài)隨機存儲器對于三管動態(tài)基本存儲電路，即使電源不掉電，Cg電荷也會在幾毫由T1管和寄生電容Cs組成。單管動態(tài)基本存儲電路動態(tài)隨機存儲器了解內(nèi)容由T1管和寄生電容Cs組成。單管動態(tài)基本存儲電路動態(tài)隨機存儲2.動態(tài)RAM芯片舉例Intel2116單管動態(tài)RAM芯片的引腳和邏輯符號如圖。16Kx1兼片選信號動態(tài)隨機存儲器2.動態(tài)RAM芯片舉例Intel2116單管動態(tài)RAM芯Intel2116芯片存儲容量為16Kx1位，需要14條地址輸入線，但2116只有16條引腳。由于受封裝引線的限制，只用了A0到A67條地址輸入線，數(shù)據(jù)線只有1條(1位)，而且數(shù)據(jù)輸入(DIN)和輸出(DOUT)端是分開的，有各自的鎖存器。寫允許信號WE為低電平時表示允許寫入，為高電平時可以讀出。需要3種電源。類似芯片：2164，3764，4164等DRAM芯片。動態(tài)隨機存儲器Intel2116芯片存儲容量為16Kx1位，需要14條xx214=16x1024=27x27128x128=16Kx1動態(tài)隨機存儲器xx214=16x1024=27x27動態(tài)隨機存儲器動態(tài)基本存儲電路所需管子數(shù)目比靜態(tài)要少，提高了集成度，降低了成本，存取速度快。由于要刷新，需增加刷新電路，外圍控制電路比較復(fù)雜。靜態(tài)RAM盡管集成度低些，但靜態(tài)基本存儲電路工作較穩(wěn)定，也不需要刷新，所以外圍控制電路比較簡單。究竟選用哪種RAM，要綜合比較各方面的因素決定。動態(tài)隨機存儲器動態(tài)基本存儲電路所需管子數(shù)目比靜態(tài)要少，提高了集成度，降低了ROM存儲元件可看作是一個單向?qū)ǖ拈_關(guān)電路。當(dāng)字線上加有選中信號時:如果電子開關(guān)Ｓ是斷開的，位線Ｄ上將輸出信息１；如果Ｓ是接通的，則位線Ｄ經(jīng)T1接地，將輸出信息0。只讀存儲器(ROM)1、ROM存儲信息的原理和組成了解內(nèi)容ROM存儲元件可看作是一個單向?qū)ǖ拈_關(guān)電路。只讀存儲器(R與RAM相似，ROM由地址譯碼電路、存儲矩陣、讀出電路及控制電路等部分組成。只讀存儲器(ROM)與RAM相似，ROM由地址譯碼電路、存儲矩陣、讀出電路及控制不可編程掩模式MOSROM又稱為固定存儲器。由器件制造廠家根據(jù)用戶事先編好的機器碼程序，把0、1信息存儲在掩模圖形中而制成的ROM芯片。這種芯片制成以后，它的存儲矩陣中每個MOS管所存儲的信息0或1被固定下來，不能再改變，而只能讀出。如果要修改其內(nèi)容，只有重新制作。只適用于大批量生產(chǎn)，不適用于科學(xué)研究。ROM存儲器分類1.不可編程掩膜式MOS只讀存儲器不可編程掩模式MOSROM又稱為固定存儲器。ROM存儲器分為克服掩模式MOSROM芯片不能修改內(nèi)容的缺點，設(shè)計了可編程只讀存儲器PROM(ProgrammableROM)。可編程只讀存儲器出廠時各單元內(nèi)容全為0，用戶可用專門的PROM寫入器將信息寫入，這種寫入是破壞性的，即某個存儲位一旦寫入1，就不能再變?yōu)?，因此對這種存儲器只能進行一次編程。根據(jù)寫入原理PROM可分為兩類：結(jié)破壞型和熔絲型。2.可編程存儲器ROM存儲器分類為克服掩模式MOSROM芯片不能修改內(nèi)容的缺點，設(shè)計了可編PROM芯片雖然可供用戶進行一次修改程序，但有其局限性。為便于研究工作，試驗各種ROM程序方案，研制了可擦除、可再編程的ROM，即EPROM（ErasablePROM）。3.可擦除、可再編程的只讀存儲器EPROM芯片出廠時，是未編程的。EPROM中寫入的信息有錯或不需要時，可用兩種方法擦除原存的信息。ROM存儲器分類PROM芯片雖然可供用戶進行一次修改程序，但有其局限性。3.利用專用紫外線燈對準(zhǔn)芯片上的石英窗口照射10-20分鐘，即可擦除原寫入的信息，以恢復(fù)出廠的狀態(tài)，經(jīng)過照射后的EPROM，就可再寫入信息。寫好信息的EPROM為防止光線照射，常用遮光紙貼于窗口上。這種方法只能把存儲的信息全部擦除后再重新寫入，它不能只擦除個別單元或某幾位的信息，而且擦除的時間也較長。ROM存儲器分類利用專用紫外線燈對準(zhǔn)芯片上的石英窗口照射10-20分鐘，即可采用金屬-氮-氧化物-硅（MNOS）工藝生產(chǎn)的MNOS型PROM，是利用電來改寫的可編程只讀存儲器，即EEPROM，能解決上述問題。EEPROM存取速度慢，完成改寫程序需要較復(fù)雜的設(shè)備，現(xiàn)在正在迅速發(fā)展高密度、高存取速度的EEPROM技術(shù)。ROM存儲器分類采用金屬-氮-氧化物-硅（MNOS）工藝生產(chǎn)的MNOS型PR兩個重要問題：如何用容量較小、字長較短芯片，組成微機系統(tǒng)所需的存儲器；地址線根數(shù)取決于芯片容量。存儲器與CPU的連接方法及應(yīng)注意問題。存儲器的連接兩個重要問題：存儲器的連接用1位或4位的存儲器芯片構(gòu)成8位的存儲器，可采用位并聯(lián)的方法。存儲器芯片的擴充1.位數(shù)的擴充用1位或4位的存儲器芯片構(gòu)成8位的存儲器，可采用位并聯(lián)的方法用8片2Kx1位的芯片組成容量為2Kx8位的存儲器，各芯片的數(shù)據(jù)線分別接到數(shù)據(jù)總線的各位，而地址線的相應(yīng)位及各控制線，則并聯(lián)在一起。2Kx1存儲器芯片的擴充用8片2Kx1位的芯片組成容量為2Kx8位的存儲器，各芯片的用2片1Kx4位的芯片，組成1Kx8位的存儲器。一片芯片的數(shù)據(jù)線接數(shù)據(jù)總線的低4位，另一片芯片的數(shù)據(jù)線則接數(shù)據(jù)總線的高4位。兩片芯片的地址線及控制線則分別并聯(lián)在一起。存儲器芯片的擴充用2片1Kx4位的芯片，組成1Kx8位的存儲器。存儲當(dāng)擴充存儲容量時，采用地址串聯(lián)的方法。要用到地址譯碼電路，以其輸入的地址碼來區(qū)分高位地址，而以其輸出端的控制線來對具有相同低位地址的幾片存儲器芯片進行片選。地址譯碼電路是一種可以將地址碼翻譯成相應(yīng)控制信號的電路。有2-4譯碼器，3-8譯碼器等。2.地址的擴充存儲器芯片的擴充當(dāng)擴充存儲容量時，采用地址串聯(lián)的方法。2.地址的擴充存儲器例：用4片16Kx8位的存儲器芯片組成64Kx8位存儲器。存儲器的連接芯片16Kx8地址為14位，芯片64Kx8地址碼應(yīng)有16位。連接時，各芯片的14位地址線可直接接地址總線的A0~A13，而地址總線的A15，A14則接到2-4譯碼器的輸入端，其輸出端4根選擇線分別接到4片芯片的片選CS端。例：用4片16Kx8位的存儲器芯片組成64Kx8位存儲器。存任一地址碼時，僅有一片芯片處于被選中的工作狀態(tài)，各芯片的取值范圍如表所示。存儲器的連接任一地址碼時，僅有一片芯片處于被選中的工作狀態(tài)，各芯片的取值ROM、PROM或EPROM芯片都可與8086系統(tǒng)總線連接，實現(xiàn)程序存儲器。例如，EPROM芯片2716、2732、2764和27128，屬于以1字節(jié)寬度輸出組織的，因此，在連接到8086系統(tǒng)時，為了存儲16位指令字，要使用兩片這類芯片并聯(lián)組成一組。存儲器與CPU的連接1.只讀存儲器與8086CPU的連接ROM、PROM或EPROM芯片都可與8086系統(tǒng)總線連接，兩片2732EPROM與8086系統(tǒng)總線的連接示意圖。2732是4Kx8位存儲器芯片。存儲器與CPU的連接兩片2732EPROM與8086系統(tǒng)總線的連接示意圖。27微機系統(tǒng)的存儲器容量少于16K字時，宜采用靜態(tài)RAM芯片。因為大多數(shù)動態(tài)RAM芯片都是以16K×1位或64K×1位來組織的，并且，動態(tài)RAM芯片還要求動態(tài)刷新電路，這種附加的支持電路會增加存儲器的成本。8086CPU無論是在最小方式或最大方式下，都可以尋址1MB的存儲單元，存儲器均按字節(jié)編址。2.靜態(tài)RAM與8086CPU芯片的連接存儲器與CPU的連接微機系統(tǒng)的存儲器容量少于16K字時，宜采用靜態(tài)RAM芯片。22片靜態(tài)RAM6116(2Kx8位)組成2K字數(shù)據(jù)存儲器。存儲器與CPU的連接2片靜態(tài)RAM6116(2Kx8位)組成2K字數(shù)據(jù)存儲器CPU外部總線的負載能力，即能帶一個標(biāo)準(zhǔn)的TTL負載。對于MOS存儲器來說，它的直流負載很小，主要是電容負載，故在小系統(tǒng)中，CPU可與存儲器直接相連。在較大的存儲系統(tǒng)中，連接的存儲器芯片片數(shù)較多，就會造成總線過載，故應(yīng)增加總線的驅(qū)動能力。通常采用加緩沖器或總線驅(qū)動器等方法來實現(xiàn)。1.CPU外部總線的負載能力連接時應(yīng)注意問題CPU外部總線的負載能力，即能帶一個標(biāo)準(zhǔn)的TTL負載。1.由于CPU的各種信號要求與存儲器的各種信號要求有所不同，往往要配合以必要的輔助電路。2.各種信號線的配合與連接連接時應(yīng)注意問題由于CPU的各種信號要求與存儲器的各種信號要求有所不同，往往數(shù)據(jù)線：數(shù)據(jù)傳送一般是雙向的。存儲器芯片的數(shù)據(jù)線有輸入輸出共用的和分開的數(shù)據(jù)線的連接兩種結(jié)構(gòu)。對于共用的數(shù)據(jù)線，由于芯片內(nèi)部有三態(tài)驅(qū)動器，故它可直接與CPU數(shù)據(jù)總線連接。輸入線與輸出線分開的芯片，則要外加三態(tài)門，才能與CPU數(shù)據(jù)總線相連。連接時應(yīng)注意問題數(shù)據(jù)線：數(shù)據(jù)傳送一般是雙向的。連接時應(yīng)注意問題控制線：CPU通過控制線送出命令，以控制存儲器的讀寫操作，以及送出片選信號、定時信號等。地址線：一般可直接接到CPU的地址總線。大容量的動態(tài)RAM，為減少引線數(shù)目，往往采用分時輸入的方式，需在CPU與存儲器芯片之間加上多路轉(zhuǎn)換開關(guān)。連接時應(yīng)注意問題控制線：CPU通過控制線送出命令，以控制存儲器的讀寫操作，以CPU在取指和存儲器讀、寫操作時，其時序是固定的，由此來選擇存儲器的存取速度。對速度較慢的存儲器，需要增加等待周期Tw，以滿足快速CPU的要求。3.CPU時序與存儲器存儲速度之間的匹配連接時應(yīng)注意問題CPU在取指和存儲器讀、寫操作時，其時序是固定的，由此來選擇內(nèi)存包括RAM和ROM兩大部分，而RAM又分為系統(tǒng)區(qū)（即監(jiān)控程序或操作系統(tǒng)占用的內(nèi)存區(qū)域）和用戶區(qū)，因而，要合理地分配內(nèi)存地址空間。目前生產(chǎn)的存儲器芯片，其單片的存儲容量有限，需要若干片存儲器芯片才能組成一個存儲器，故要求正確解決芯片的片選信號。4.存儲器地址分配及片選信號的產(chǎn)生

連接時應(yīng)注意問題內(nèi)存包括RAM和ROM兩大部分，而RAM又分為系統(tǒng)區(qū)（即監(jiān)控ThankYou！ThankYou！主要內(nèi)容存儲器分類與組成隨機存取存儲器(RAM)

只讀存儲器(ROM)存儲器的連接微機的存儲器主要內(nèi)容微機的存儲器存儲器是微型計算機系統(tǒng)中用來存放程序和數(shù)據(jù)的基本單元或設(shè)備。存儲器容量愈大，能存放的信息就愈多，計算機的能力就愈強。存儲器作為計算機系統(tǒng)重要組成部分，隨著更好的存儲載體材料的發(fā)現(xiàn)及生產(chǎn)工藝的不斷改進，爭取更大的存儲容量、獲得更快的存取速度、減小存儲器載體的體積以及降低單位存儲容量性價比等方面都獲得快速的發(fā)展。微機的存儲器了解內(nèi)容存儲器是微型計算機系統(tǒng)中用來存放程序和數(shù)據(jù)的基本單元或設(shè)備。按與CPU連接方式不同分為：內(nèi)存儲器和外存儲器。通過CPU的外部總線直接與CPU相連的存儲器稱為內(nèi)存儲器（簡稱內(nèi)存或主存）。CPU要通過I/O接口電路才能訪問的存儲器稱為外存儲器（簡稱外存或二級存儲器）。按存儲器信息的器件和媒體不同分為：半導(dǎo)體存儲器、磁表面存儲器、磁泡存儲器和磁芯存儲器以及光盤存儲器等。存儲器的分類與組成按與CPU連接方式不同分為：內(nèi)存儲器和外存儲器。存儲器的分類存儲容量存儲容量=N×MN－半導(dǎo)體存儲器芯片有多少個存儲單元，單元尋址與地址線有關(guān)。M－每個存儲單元中能存放多少個二進制位，二進制數(shù)位的傳送與數(shù)據(jù)線有關(guān)。存儲器的性能指標(biāo)存儲容量存儲容量=N×MN－半導(dǎo)體存儲器芯片有1KB=1024B1MB=1024KB1GB=1024MB存儲容量的表示常用單位的換算bit—用二進制位定義存儲容量Byte—用二進制字節(jié)定義存儲容量字節(jié)—B（Byte）千字節(jié)—KB（KiloByte）兆字節(jié)—MB（MegaByte）吉字節(jié)—GB（GigaByte）存儲容量的常用單位存儲器的性能指標(biāo)1KB=1024B存儲容量的表示常用單位的換算bit存取時間存取時間的定義（讀寫周期表示）

存取時間的單位

存取時間的特點向存儲器單元寫數(shù)據(jù)所需時間，從存儲器單元讀數(shù)據(jù)所需時間。ns（納秒）存儲器存取時間短僅用基本周期，存儲器存取時間長插入等待周期。存儲器的性能指標(biāo)了解內(nèi)容存取時間存取時間的定義（讀寫周期表示）向存儲器單元寫數(shù)功耗功耗的定義

功耗的單位

存儲器單元的功耗，存儲器芯片的功耗。存儲器單元的功耗—μW/單元存儲器芯片的功耗—mW/芯片該指標(biāo)不僅涉及消耗功率的大小，也關(guān)系到芯片集成度以及在機器中的組裝和散熱問題。存儲器的性能指標(biāo)了解內(nèi)容功耗功耗的定義存儲器單元的功耗，存儲器單元的功耗—TTL器件，工作電源為+5VMOS器件，工作電源為+1.5V~+18V與存儲器芯片類型有關(guān)

與應(yīng)用系統(tǒng)有關(guān)

一般應(yīng)用系統(tǒng)—+5V特殊應(yīng)用系統(tǒng)—+3.3V、1.5V工作電源存儲器的性能指標(biāo)了解內(nèi)容TTL器件，工作電源為+5V與存儲器芯片類型有關(guān)一般價格價格公式——（C＋E）/S元/位

性價比C—存儲器芯片價格E—所需外圍電路價格S—存儲器芯片字節(jié)容量單片容量大的存儲器芯片相對成本低存取時間長的存儲器芯片相對成本低無外圍電路的存儲器芯片相對成本低存儲器的性能指標(biāo)了解內(nèi)容價格價格公式——（C＋E）/S元/位C—存按使用的功能分兩類：隨機存取存儲器RAM(RandomAccessMemory)只讀存儲器ROM(ReadOnlyMemory)。半導(dǎo)體存儲器的分類按使用的功能分兩類：半導(dǎo)體存儲器的分類RAM在程序執(zhí)行過程中，每個存儲單元的內(nèi)容根據(jù)程序的要求既可隨時讀出，又可隨時寫入，故可稱讀/寫存儲器。主要用來存放用戶程序、原始數(shù)據(jù)、中間結(jié)果，也用來與外存交換信息和用作堆棧等。RAM所存儲的信息在斷開電源時會立即消失，是一種易失性存儲器。半導(dǎo)體存儲器的分類RAM在程序執(zhí)行過程中，每個存儲單元的內(nèi)容根據(jù)程序的要求既可RAM按工藝可分為：雙極型RAM和MOSRAM兩類。MOSRAM特點：制造工藝簡單，集成度高，功耗小，價格便宜，在半導(dǎo)體存儲器中占有重要地位。常用：靜態(tài)SRAM，動態(tài)DRAM雙極型RAM特點：速度快，集成度低，功耗大，成本高，一般用于大型計算機或高速微機中。常用：TTL邏輯、ECL邏輯、I2L邏輯半導(dǎo)體存儲器的分類RAM按工藝可分為：雙極型RAM和MOSRAM兩類。MOS靜態(tài)RAM：集成度高于雙極型RAM，低于動態(tài)RAM。功耗低于雙極型RAM；不需要刷新電路。速度較快，集成度較低，一般用于對速度要求高、而容量不大的場合。動態(tài)RAM：比靜態(tài)RAM具有更高的集成度，但是它靠電路中柵極電容來儲存信息，由于電容器上的電會泄它需要定時進行刷新。集成度較高，存取速度較低，一般用于需要較大容量場合。半導(dǎo)體存儲器的分類靜態(tài)RAM：集成度高于雙極型RAM，低于動態(tài)RAM。功耗低于只讀存儲器ROM按工藝可分為雙極型和MOS型，但一般根據(jù)信息寫入的方式不同，而分為:掩膜ROM一次性可編程PROM紫外線可擦除EPROM電可擦除E2PROM可編程只讀存儲器FLASH半導(dǎo)體存儲器的分類只讀存儲器ROM按工藝可分為雙極型和MOS型，掩膜ROM半導(dǎo)固定ROM(掩模ROM)：廠家把數(shù)據(jù)“固化”在存儲器中，用戶無法進行任何修改。使用時，只能讀出，不能寫入。

用于大批量定型產(chǎn)品。2.一次性可編程ROM(PROM)：出廠時，存儲內(nèi)容全為1（或全為0），用戶可根據(jù)自己的需要進行編程，但只能編程一次。用于小批量產(chǎn)品。3.紫外線擦除可編程ROM(EPROM)：采用浮柵技術(shù)，可通過紫外線照射而被擦除，可重復(fù)擦除上萬次。要借助EPROM擦除器和專用編程器進行擦除和寫入程序，很不方便。

用于產(chǎn)品開發(fā)。半導(dǎo)體存儲器的分類固定ROM(掩模ROM)：廠家把數(shù)據(jù)“固化”在存儲器中，用5.快閃存儲器(FlashMemory)：采用浮柵型MOS管，存儲器中數(shù)據(jù)的擦除和寫入是分開進行的，數(shù)據(jù)寫入方式與EPROM相同，一般一只芯片可以擦除/寫入100萬次以上。是一種不需要電力就能保存資料的可重寫的記憶體。市面上的儲存卡、U盤、MP3播放器、數(shù)碼照相機和部分手機都是使用閃存。4.電可擦除可編程ROM(E2PROM)：采用浮柵技術(shù)，用電擦除，可重復(fù)擦寫100次，并且擦除的速度要快的多。電擦除過程就是改寫過程，只要通過廠商提供的專用刷新程序就可以輕而易舉地改寫芯片內(nèi)部的內(nèi)容，徹底擺脫了EPROM擦除器和編程器的束縛。它具有ROM的非易失性，又具備類似RAM的功能，可隨時改寫。半導(dǎo)體存儲器的分類5.快閃存儲器(FlashMemory)：采用浮柵型M組成：存儲體、地址選擇電路、輸入輸出電路、控制電路半導(dǎo)體存儲器的組成組成：存儲體、地址選擇電路、輸入輸出電路、控制電路半導(dǎo)體存儲存儲信息1或0的電路實體，由許多存儲單元組成，每個存儲單元賦予一個編號，稱為地址單元號。每個存儲單元由若干相同位組成，每個位需要一個存儲元件。存儲器的地址用一組二進制數(shù)表示，其地址線的位數(shù)n與存儲單元的數(shù)量N之間的關(guān)系為：1.存儲體半導(dǎo)體存儲器的組成存儲信息1或0的電路實體，由許多存儲單元組成，每個存儲單元賦包括地址碼緩沖器，地址譯碼器等。2.地址選擇電路半導(dǎo)體存儲器的組成包括地址碼緩沖器，地址譯碼器等。2.地址選擇電路半導(dǎo)體存儲地址譯碼方式有兩種：單譯碼方式（或稱字結(jié)構(gòu)）全部地址只用一個電路譯碼，譯碼輸出的字選擇線直接選中對應(yīng)地址碼的存儲單元。N條地址線，地址譯碼后，輸出2n種不同編號的字線。需要的選擇線數(shù)較多，只適合容量較小的存儲器。半導(dǎo)體存儲器的組成地址譯碼方式有兩種：全部地址只用一個電路譯碼，譯碼輸出的字選雙譯碼方式（或稱重合譯碼）地址碼分為X和Y兩部分，用兩個譯碼電路分別譯碼。Ｘ向譯碼也稱行譯碼，其輸出線稱行選擇線，它選中存儲矩陣中一行的所有存儲單元。Ｙ向譯碼也稱列譯碼，其輸出線稱列選擇線，它選中一列的所有單元。只有X向和Y向選擇線同時選中的那一位存儲單元，才能進行讀或?qū)懖僮鳌Ｐ枰倪x擇線數(shù)目較少，簡化了存儲器結(jié)構(gòu)，適合于大容量的存儲器。半導(dǎo)體存儲器的組成雙譯碼方式（或稱重合譯碼）地址碼分為X和Y兩部分，用兩個譯碼半導(dǎo)體存儲器的組成半導(dǎo)體存儲器的組成包括讀/寫放大器、數(shù)據(jù)緩沖器（三態(tài)雙向緩沖器）等，是數(shù)據(jù)信息輸入和輸出的通道。外界對存儲器的控制信號有讀信號（RD）、寫信號（WR）和片選信號（CS）等，通過控制電路以控制存儲器的讀或?qū)懖僮饕约捌x。只有片選信號處于有效狀態(tài)，存儲器才能與外界交換信息。3.讀/寫電路與控制電路半導(dǎo)體存儲器的組成了解內(nèi)容包括讀/寫放大器、數(shù)據(jù)緩沖器（三態(tài)雙向緩沖器）等，是數(shù)據(jù)信息由6個MOS管組成的RS觸發(fā)器。信息暫存于T1,T2柵極上。1.靜態(tài)RAM的基本存儲電路靜態(tài)隨機存儲器了解內(nèi)容由6個MOS管組成的RS觸發(fā)器。信息暫存于T1,T2柵極上2.靜態(tài)RAM組成(4Kx1位)通常，1個RAM芯片的存儲容量是有限的,需要用若干個才能構(gòu)成1個實用存儲器。每塊芯片都有一個片選信號。靜態(tài)隨機存儲器2.靜態(tài)RAM組成(4Kx1位)通常，1個RAM芯片的存靜態(tài)RAM芯片有2114、2142、6116、6264等。例如：常用的Intel6116是CMOS靜態(tài)RAM芯片，雙列直插式、21引腳封裝。它的存儲容量為2K×8位，其引腳及內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖5.7所示：3.靜態(tài)RAM芯片舉例靜態(tài)隨機存儲器靜態(tài)RAM芯片有2114、2142、6116、6264等。32Kx827248位靜態(tài)隨機存儲器2Kx827248位靜態(tài)隨機存儲器動態(tài)RAM芯片是以MOS管柵極電容是否充有電荷來存儲信息的，其基本單元電路一般由四管、三管和單管組成，以三管和單管較為常用。由于它所需要的管子較少，故可擴大每片存儲器芯片的容量，并且其功耗較低，所以在微機系統(tǒng)中，大多數(shù)采用動態(tài)RAM芯片。動態(tài)隨機存儲器動態(tài)RAM芯片是以MOS管柵極電容是否充有電荷來存儲信息的，由3個管子和2條字選擇線，2條數(shù)據(jù)線組成。1.動態(tài)基本存儲電路三管動態(tài)基本存儲電路寫數(shù)控制管讀數(shù)控制管存儲管預(yù)充電管輸出電容柵極電容動態(tài)隨機存儲器了解內(nèi)容由3個管子和2條字選擇線，2條數(shù)據(jù)線組成。1.動態(tài)基本存儲對于三管動態(tài)基本存儲電路，即使電源不掉電，Cg電荷也會在幾毫秒之內(nèi)逐漸泄漏掉，而丟失原存1信息。為此，必須每隔1ms~3ms定時對Cg充電，以保持原存信息不變，即動態(tài)存儲器的刷新（或叫再生）。動態(tài)隨機存儲器對于三管動態(tài)基本存儲電路，即使電源不掉電，Cg電荷也會在幾毫由T1管和寄生電容Cs組成。單管動態(tài)基本存儲電路動態(tài)隨機存儲器了解內(nèi)容由T1管和寄生電容Cs組成。單管動態(tài)基本存儲電路動態(tài)隨機存儲2.動態(tài)RAM芯片舉例Intel2116單管動態(tài)RAM芯片的引腳和邏輯符號如圖。16Kx1兼片選信號動態(tài)隨機存儲器2.動態(tài)RAM芯片舉例Intel2116單管動態(tài)RAM芯Intel2116芯片存儲容量為16Kx1位，需要14條地址輸入線，但2116只有16條引腳。由于受封裝引線的限制，只用了A0到A67條地址輸入線，數(shù)據(jù)線只有1條(1位)，而且數(shù)據(jù)輸入(DIN)和輸出(DOUT)端是分開的，有各自的鎖存器。寫允許信號WE為低電平時表示允許寫入，為高電平時可以讀出。需要3種電源。類似芯片：2164，3764，4164等DRAM芯片。動態(tài)隨機存儲器Intel2116芯片存儲容量為16Kx1位，需要14條xx214=16x1024=27x27128x128=16Kx1動態(tài)隨機存儲器xx214=16x1024=27x27動態(tài)隨機存儲器動態(tài)基本存儲電路所需管子數(shù)目比靜態(tài)要少，提高了集成度，降低了成本，存取速度快。由于要刷新，需增加刷新電路，外圍控制電路比較復(fù)雜。靜態(tài)RAM盡管集成度低些，但靜態(tài)基本存儲電路工作較穩(wěn)定，也不需要刷新，所以外圍控制電路比較簡單。究竟選用哪種RAM，要綜合比較各方面的因素決定。動態(tài)隨機存儲器動態(tài)基本存儲電路所需管子數(shù)目比靜態(tài)要少，提高了集成度，降低了ROM存儲元件可看作是一個單向?qū)ǖ拈_關(guān)電路。當(dāng)字線上加有選中信號時:如果電子開關(guān)Ｓ是斷開的，位線Ｄ上將輸出信息１；如果Ｓ是接通的，則位線Ｄ經(jīng)T1接地，將輸出信息0。只讀存儲器(ROM)1、ROM存儲信息的原理和組成了解內(nèi)容ROM存儲元件可看作是一個單向?qū)ǖ拈_關(guān)電路。只讀存儲器(R與RAM相似，ROM由地址譯碼電路、存儲矩陣、讀出電路及控制電路等部分組成。只讀存儲器(ROM)與RAM相似，ROM由地址譯碼電路、存儲矩陣、讀出電路及控制不可編程掩模式MOSROM又稱為固定存儲器。由器件制造廠家根據(jù)用戶事先編好的機器碼程序，把0、1信息存儲在掩模圖形中而制成的ROM芯片。這種芯片制成以后，它的存儲矩陣中每個MOS管所存儲的信息0或1被固定下來，不能再改變，而只能讀出。如果要修改其內(nèi)容，只有重新制作。只適用于大批量生產(chǎn)，不適用于科學(xué)研究。ROM存儲器分類1.不可編程掩膜式MOS只讀存儲器不可編程掩模式MOSROM又稱為固定存儲器。ROM存儲器分為克服掩模式MOSROM芯片不能修改內(nèi)容的缺點，設(shè)計了可編程只讀存儲器PROM(ProgrammableROM)。可編程只讀存儲器出廠時各單元內(nèi)容全為0，用戶可用專門的PROM寫入器將信息寫入，這種寫入是破壞性的，即某個存儲位一旦寫入1，就不能再變?yōu)?，因此對這種存儲器只能進行一次編程。根據(jù)寫入原理PROM可分為兩類：結(jié)破壞型和熔絲型。2.可編程存儲器ROM存儲器分類為克服掩模式MOSROM芯片不能修改內(nèi)容的缺點，設(shè)計了可編PROM芯片雖然可供用戶進行一次修改程序，但有其局限性。為便于研究工作，試驗各種ROM程序方案，研制了可擦除、可再編程的ROM，即EPROM（ErasablePROM）。3.可擦除、可再編程的只讀存儲器EPROM芯片出廠時，是未編程的。EPROM中寫入的信息有錯或不需要時，可用兩種方法擦除原存的信息。ROM存儲器分類PROM芯片雖然可供用戶進行一次修改程序，但有其局限性。3.利用專用紫外線燈對準(zhǔn)芯片上的石英窗口照射10-20分鐘，即可擦除原寫入的信息，以恢復(fù)出廠的狀態(tài)，經(jīng)過照射后的EPROM，就可再寫入信息。寫好信息的EPROM為防止光線照射，常用遮光紙貼于窗口上。這種方法只能把存儲的信息全部擦除后再重新寫入，它不能只擦除個別單元或某幾位的信息，而且擦除的時間也較長。ROM存儲器分類利用專用紫外線燈對準(zhǔn)芯片上的石英窗口照射10-20分鐘，即可采用金屬-氮-氧化物-硅（MNOS）工藝生產(chǎn)的MNOS型PROM，是利用電來改寫的可編程只讀存儲器，即EEPROM，能解決上述問題。EEPROM存取速度慢，完成改寫程序需要較復(fù)雜的設(shè)備，現(xiàn)在正在迅速發(fā)展高密度、高存取速度的EEPROM技術(shù)。ROM存儲器分類采用金屬-氮-氧化物-硅（MNOS）工藝生產(chǎn)的MNOS型PR兩個重要問題：如何用容量較小、字長較短芯片，組成微機系統(tǒng)所需的存儲器；地址線根數(shù)取決于芯片容量。存儲器與CPU的連接方法及應(yīng)注意問題。存儲器的連接兩個重要問題：存儲器的連接用1位或4位的存儲器芯片構(gòu)成8位的存儲器，可采用位并聯(lián)的方法。存儲器芯片的擴充1.位數(shù)的擴充用1位或4位的存儲器芯片構(gòu)成8位的存儲器，可采用位并聯(lián)的方法用8片2Kx1位的芯片組成容量為2Kx8位的存儲器，各芯片的數(shù)據(jù)線分別接到數(shù)據(jù)總線的各位，而地址線的相應(yīng)位及各控制線，則并聯(lián)在一起。2Kx1存儲器芯片的擴充用8片2Kx1位的芯片組成容量為2Kx8位的存儲器，各芯片的用2片1Kx4位的芯片，組成1Kx8位的存儲器。一片芯片的數(shù)據(jù)線接數(shù)據(jù)總線的低4位，另一片芯片的數(shù)據(jù)線則接數(shù)據(jù)總線的高4位。兩片芯片的地址線及控制線則分別并聯(lián)在一起。存儲器芯片的擴充用2片1Kx4位的芯片，組成1Kx8位的存儲器。存儲當(dāng)擴充存儲容量時，采用地址串聯(lián)的方法。要用到地址譯碼電路，以其輸入的地址碼來區(qū)分高位地址，而以其輸出端的控制線來對具有相同低位地址的幾片存儲器芯片進行片選。地址譯碼電路是一種可以將地址碼翻譯成相應(yīng)控制信號的電路。有2-4譯碼器，3-8譯碼器等。2.地址的擴充存儲器芯片的擴充當(dāng)擴充存儲容量時，采用地址串聯(lián)的方法。2.地址的擴充存儲器例：用4片16Kx8位的存儲器芯片組成64Kx8位存