第5章微型计算机存储器系统结构通过本章的学习，使学生掌握微型计算机中存储器的基本概念、存储器的系统组成以及高速缓冲存储器技术了解半导体存储器的主要性能指标、半导体存储器的分类重点：SRAM和DRAM的组成原理高速缓冲存储器的组成原理微型计算机中存储器的组成结构难点：存储器与CPU的连接及内存条的组成高速缓冲存储器的工作原理5.1存储器概述由若干个最基本的存储单元存储一个字，字长有4位、8位、16位以及32位等，在微机中，存储器一律按8位二进制数（一个字节）编址，习惯上把一个地址所寻址的8位二进制数称为一个存储单元存储器容量一般都很大，无论内存还是外存，均以字节为单元，常用的有210字节=1KB，220字节=1024KB=1MB，230字节=1024MB=1GB，240字节=1024GB=1TB存储器的容量与微机的地址线有关CPU1.内存内存或主存,也称半导体存储器，用于存放当前计算机正在执行或经常要使用的程序或数据，CPU可直接从内存中读取指令并执行，还可直接从内存中存取数据。内存一般由快速的存储器件构成，它与CPU交换数据的速度很快，在共享存储器的多处理机系统中，内存中数据可以共享，并可实现多处理机间的通信一般是由磁性材料以及运用激光技术等实现的存储器，分为硬磁盘、软磁盘、光盘等。外存容量很大，但存取速度很慢，通常使用DMA技术和IOP技术来实现内存与外存之间的数据直接传送按工艺结构分类双极型和金属氧化物型存储器按存储器原理分类静态存储器SRAM和动态存储器DRAM按数据传输的宽度分类并行I/O的存储器，串行I/O的存储器按存取方式分类随机存取存储器RAM，只读存储器ROM图5－1半导体存储器的分类读写存储器RAM只读存储器ROM5.1.2半导体存储器的主要性能指标易失性指存储器的供电电源断开后，存储器中的内容是否丢失功耗半导体存储器在额定工作电压下，外部电源保证它正常工作的前提下所提供的最大电功率称之为功耗可靠性指它抵抗干扰，正确完成读/写数据的性能5.2半导体存储器地址寄存①存储体②地址译码电路③片选和读写控制逻辑表5-1存储器芯片的工作方式二、存储器芯片的存储矩阵与地址译码的两种方式双译码结构存储器示意图如图5-4所示比较图5-3和图5-4可以看出，外部地址线与数据线分别都是11位和8位，而且都是每次只能访问一个字节，内部存储阵列中所存储的二进制总信息也相等不同之处是：单译码结构只需要一个译码电路，译码输出选择线2048根，而双译码结构需要2个译码电路，译码输出选择线64+32=96根，相比之下，采用双译码结构其译码输出选择线大大减少，所以，许多SRAM及ROM存储芯片都采用双译码结构，在32位微机中也都采用双译码方式存储器芯片的I/O控制逻辑如图5-5所示5.2.2静态随机存取存储器SRAMIntel6264的引脚图和内部结构框图如图5-6和图5-7所示表5-2Intel6264的工作方式图5-8SARM读时序图5-9SRAM写时序5.2.3只读存储器ROM掩膜式ROM图中的存储阵列及位线上的公用负载管均由NMOS场效应管组成，采用单译码方式，每根译码输出选择线可以选中一个字，字长4位，共有4个字，所有的字只能读出，不能写入。存储阵列中的基本存储单元仅由一只MOS管构成，或缺省，凡有MOS管处表示存储0，反之为1，显然，字0到字3所存储的信息分别为：0001、0010、0011及0100。这种存储阵列的内容一旦制造好后，只能读出，不能写入，用户是无法改写的可编程只读存储器PROM工作原理是存储阵列除了三极管之外，还有熔点较低的连线（熔断丝）串接在每只存储三极管的某一电极上，例如发射极，编程之前，存储信息全为0，或全为1，编程写入时，外加比工作电压高的编程电压，根据需要使某些存储三极管通电，由于此时电流比正常工作电流大，于是熔断丝熔断开路，一旦开路之后就无法恢复连通状态，所以只能编程一次。如果把开路的三极管存储的信息当作0，反之，存储的信息就为11、EPROM的基本存储电路如图5-11所示2．EPROM芯片举例EPROM四、电擦除只读存储器EEPROMEEPROM2．EEPROM芯片举例EEPROM芯片2864A特点1、使内部存储信息在不加电的情况下保持10年左右2、可以用比较快的速度将信息擦除以后重写，反复擦写达几十万次，可以实现分块擦除和重写，也可以按字节擦除与重写。还具有非易失性，可靠性能好，速度快以及容量大等许多优点5.2.4动态随机存储器DRAM1．单元存储电路及刷新放大器2．DRAM的电路结构①DRAM芯片414256/41L4256这是本章的重点内容SRAM、EPROM与CPU的连接译码方法同样适合I/O端口5.3.1存储器芯片与C