《微机原理及接口技术》2007-6-19微机原理与接口技术微机原理与接口技术（（20062006－－20072007学年）学年）主讲：何浩Email:hehao@sjtu.edu.cn第5章存储器1/41《微机原理及接口技术》2007-6-19第五章第五章存储器存储器存储器概述¾存储器是计算机系统中用来存储信息的部件，它是计算机中的重要硬件资源。¾从存储程序式的冯.诺依曼经典结构而言，没有存储器，就无法构成现代计算机。第5章存储器2/41《微机原理及接口技术》2007-6-19按用途分类按用途分类内存储器：分为高速缓冲存储器(Cache)和主存储器(内存条)两种CPU¾Cache一般为几百KB,工作速度几乎与CPU相当。¾内存条容量相对较大,目前一般在128MB到512MB之间,但速度较CACHECache慢。外存储器：主要是磁介质存储器，容量大，目前一般在10GB主存（内存）以上。用来存放相对来说不经常使用的程序或者数据或者需要长期保存的信息。此外还有光盘等其他介质的存储器。辅存（外存）第5章存储器3/41《微机原理及接口技术》2007-6-19半导体存储器的分类半导体存储器的分类按使用功能¾RAM（RandomAccessMemory）¾ROM（ReadOnlyMemory）RAM的种类¾SRAM（静态）：速度快、集成度低、功耗大¾DRAM（动态）：速度慢、集成度高、功耗低、需要周期性刷新ROM的种类¾可编程ROM：数据固化到ROM后不可更改。¾可擦除、可编程ROM：可以通过特殊装置进行改写，平时使用过程中只作为可读存储器¾电可擦除、可编程ROM：可以通过特殊装置进行改写，平时使用过程中只作为可读存储器第5章存储器4/41《微机原理及接口技术》2007-6-19随机存取存储器随机存取存储器RAMRAMCPU能根据RAM的地址将数据随机地写入或读出。电源切断后，所存数据全部丢失。¾SRAM静态RAM(StaticRAM)：静态RAM速度非常快，只要电源存在内容就不会自动消失。¾DRAM动态RAM(DynamicRAM)：DRAM存在泄漏电流，因此必须周期性的在内容消失之前进行刷新(Refresh)。¾考虑因素：功耗，速度，容量/价格，电路的复杂性第5章存储器5/41《微机原理及接口技术》2007-6-19SRAMSRAM存储器的构成存储器的构成最基本存储单元：6个MOS管构成的双稳态触发器电路存储体：许多基本存储单元构成的矩阵¾存储矩阵™字结构排列™位结构排列¾地址译码器™片选信号（高位地址生成）™线性译码或复合译码¾控制逻辑™片选、读允许、写允许¾三态控制™为什么需要？第5章存储器6/41《微机原理及接口技术》2007-6-19DRAMDRAM存储器的构成存储器的构成最基本存储单元：4管、3管或单管结构需要配置刷新逻辑电路¾原因：利用电容存储电荷¾刷新：刷新周期、集中刷新、分布刷新DRAM控制器¾地址多路器™行地址、列地址™CPU的地址分两次发送到DRAM芯片¾刷新定时器™根据时间要求进行定时¾刷新地址计数器¾仲裁电路™来自CPU的访问请求和刷新请求同时产生时进行优先级裁定¾定时发生器第5章存储器7/41《微机原理及接口技术》2007-6-19静态存储器的工作时序静态存储器的工作时序很多参量，关注你需要的参量即可第5章存储器8/41《微机原理及接口技术》2007-6-19动态存储器的工作时序动态存储器的工作时序第5章存储器9/41《微机原理及接口技术》2007-6-19常见常见RAMRAM厂家厂家静态存储器：ISSI动态存储器：SumSung、Hynix、MicronFIFO：IDT第5章存储器10/41《微机原理及接口技术》2007-6-19高速缓冲存储器高速缓冲存储器CACHE技术是为了把主存储器看成是高速存储器而设置的小容量局部存储器。利用某些程序访问存储器在时间上和空间上有局部区域的特性：子程序的反复调用，变量的重复使用。可以把CACHE看作是主存储器中面向CPU的一组高速暂存寄存器，保存有一份主存储器的“内容拷贝”，该“内容拷贝”是最近曾被CPU使用过的。第5章存储器11/41《微机原理及接口技术》2007-6-19CACHECACHE组成组成一部分存放由主存储器来的数据另一部分存放该数据在主存储器中的地址由关联性，高速缓冲存储器结构分为：¾全相联¾直接映象¾成组相联第