第五章存储器主要内容一、存储器的主要性能指标1、存储器容量2、存取速度3.功耗维持功耗操作功耗4.可靠性指存储器对电磁场及温度等变化的抗干挠能力5.集成度指单位毫米芯片上集成的存储电路数二、存储器分类1．按用途分类⑵辅助存储器（ExternalMemory）辅助存储器又称外存，是主存的后援，一般不安装在主机板上，属计算机的外部设备。辅存是为弥补内存容量的不足而配置的，用来存放不经常使用的程序和数据，需要时成批调入主存供CPU使用，CPU不能直接访问它。最广泛使用的外存是磁盘、光盘等。辅存容量大，成本低，所存储信息既可以修改也可以长期保存，但存取速度慢。外存需要配置专门的驱动设备才能完成对它的访问，如硬盘、软盘驱动器等。计算机工作时存储器工作情况：一般由内存ROM中引导程序启动系统，从外存储器读取系统程序和应用程序，送到内存RAM中；程序运行时中间结果放在RAM中，程序运行结束时将结果存入外存。2．按存储器存取方式不同外存储器⑵、内存储器按使用属性分类随机存取存储器RAM（RandomAccessMemory）随机存取存储器RAM（RandomAccessMemory）随机存取存储器RAM分类表DRAM只读存储器ROM（ReadOnlyMemory）ROM按集成电路内部结构不同可分为五种：掩膜编程ROM（MaskprogrammedROM）PROM可编程ROM(ProgramableROM)EPROM光可擦除PROM（ErasableProgramableROM）E2PROM电可擦除PROM（ElectricallyErasablePROM）FlashMemory快速电擦写存储器ROM按适用的机器类型三、内存的基本组成DS存储器的结构地址译码驱动电路四、存储系统的层次结构外存ExternalMemory五、SRAM和DRAM一、静态随机存取存储器（SRAM）构成器件：双极型—快速稳定，集成度低，工艺复杂。MOS—速度较双极型低，比DRAM快。特点：存取周期快（双极型10nS,MOS几十-几百nS），不需刷新，外电路简单，基本单元晶体管数目较多，适于小容量。⑶SRAM结构框图：①地址译码器—采用双译码②存储矩阵—可选用位结构矩阵或字结构矩阵③控制逻辑和三态数据缓冲器—通过读/写端和CS片选端控制由I/O电路对存储器单元输入/输出信号。二、动态RAM（DRAM）基本单元：有4管、3管及单管⑴单管动态RAM基本存储单元原理：通过电容C存储信息缺点：漏电和破坏性读出改进：加刷新放大器，速度几百次/秒改进动态RAM特点：①读写操作二次打入先输RAS，后CAS②刷新操作只输入RAS③刷新周期不能进行读写操作⑵DRAM的刷新电容C上高电平保持时间：约2mS刷新时间间隔：2mSDRAM内刷新：矩阵内一行行地进行，刷新一行的时间为刷新周期。刷新控制：由读写控制电路系统地完成DRAM刷新注：读写过程也有刷新功能，但是随机的，不保证所有RAM单元都能经读写刷新。刷新控制器(图6-5)；协调完成前述DRAM特点中三项。构成：⊿地址多路器⊿刷新地址计数器⊿刷新定时器⊿仲裁电路⊿定时发生器⊿刷新定时器定时发出刷新请求CPU发出读/写申请⊿定时发生器按刷新或读写要求提供RAS、CAS和WE给DRAM芯片。六、存储器芯片的接口设计1、存储器与CPU总线相关的信号线（1）、地址线An~A0（2）、数据线（入／出）（3）、控制线（入）①ROM控制线②SRAM控制线(3).DRAM存储器芯片地址线与CPU的低地址总线相连，以确定存储器片内地址，剩下CPU的高位地址通过地址译码产生片选控制信号。2、存储器芯片与CPU的连接8086的引脚设计需求1.读写存储器RAM（2114芯片）2114与8088CPU的连接2.读写存储器RAM（6116芯片）6116与8088CPU的连接数据总线驱动器74LS245（8位双向三态总线驱动器）6116与74LS245的连接74LS245要求存储地址为：A0000～A07FFH片选信号－－译码与非门74LS24574LS245作业设计需求只读存储器ROM（2716）2716与8088CPU的连接3－8译码器（74LS138）0800~0FFFH存储器地址：FC000~FC7FFHFC800~FCFFFH…FF800~FFFFFH七高速缓冲存储器（Cache）七高速缓冲存储器（Cache）用Cache来解决CPU与内存之间的速度差。Cache的工作原理Cache的命中和命中率：CPU访存的内容正好在Cache中就称为命中。命中的几率即命中率。