存儲(chǔ)器概述及主存儲(chǔ)器(SRAM)[課堂講課]

1、第章 存 儲(chǔ) 器,4.1 概述,4.2 主存儲(chǔ)器,4.3 高速緩沖存儲(chǔ)器(x,4.4 輔助存儲(chǔ)器(x,1,知識(shí)分享,1、存儲(chǔ)器概述 外部特性，性能參數(shù)，層次結(jié)構(gòu) 2、靜態(tài)存儲(chǔ)器和動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)單元構(gòu)成 一位存儲(chǔ)單元及存儲(chǔ)陣列，多端口SRAM，讀寫(xiě)時(shí)序 3、半導(dǎo)體ROM存儲(chǔ)器 MROM，PROM，EPROM，EEPROM，F(xiàn)LASH 4、存儲(chǔ)器芯片構(gòu)成以及存儲(chǔ)器主要技術(shù)指標(biāo) 5、存儲(chǔ)器擴(kuò)展技術(shù) 位、字、字位擴(kuò)展 6、數(shù)據(jù)校驗(yàn)碼 奇偶校驗(yàn)碼，海明碼，CRC碼,本章安排,2,知識(shí)分享,本章將解決的主要問(wèn)題,1、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的分類(lèi)、組成及組成部件的作用及工作原理、讀/寫(xiě)操作的基本過(guò)程。 2、SRAM芯

2、片的組成特點(diǎn)、工作過(guò)程、典型芯片的引腳信號(hào)。 3、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的主要技術(shù)指標(biāo)、芯片的擴(kuò)充、CPU與半導(dǎo)體存儲(chǔ)器間的連接,3,知識(shí)分享,在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)中,存儲(chǔ)器處于全機(jī)中心地位,其原因是,1) 當(dāng)前計(jì)算機(jī)正在執(zhí)行的程序和數(shù)據(jù)(除了暫存于CPU寄存器的)均存放在存儲(chǔ)器中。CPU直接從存儲(chǔ)器取指令或存取數(shù)據(jù),2) 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中輸入輸出設(shè)備數(shù)量增多，數(shù)據(jù)傳送速度加快，因此采用了直接存儲(chǔ)器存取(DMA)技術(shù)和I/O通道技術(shù)，在存儲(chǔ)器與輸入輸出系統(tǒng)之間直接傳送數(shù)據(jù),3) 共享存儲(chǔ)器的多處理機(jī)的出現(xiàn)，利用存儲(chǔ)器存放共享數(shù)據(jù)，并實(shí)現(xiàn)處理機(jī)之間的通信，更加強(qiáng)了存儲(chǔ)器作為全機(jī)中心的地位,由于中央處理器都是由高速器件

3、組成，不少指令的執(zhí)行速度基本上取決于主存儲(chǔ)器的速度。所以，計(jì)算機(jī)解題能力的提高、應(yīng)用范圍的日益廣泛和系統(tǒng)軟件的日益豐富，無(wú)一不與主存儲(chǔ)器的技術(shù)發(fā)展密切相關(guān),簡(jiǎn)介,4,知識(shí)分享,第 七 講,存儲(chǔ)器（一,5,知識(shí)分享,存儲(chǔ)器分類(lèi),存儲(chǔ)器概述,存儲(chǔ)器的層次結(jié)構(gòu),存儲(chǔ)器的技術(shù)指標(biāo) 主存儲(chǔ)器(一,本講主要內(nèi)容,6,知識(shí)分享,存儲(chǔ)器概述,1、存儲(chǔ)器：是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的記憶設(shè)備，用來(lái)存放程序和數(shù)據(jù)。 2、存儲(chǔ)元：存儲(chǔ)器的最小組成單位，用以存儲(chǔ)1位二進(jìn)制代碼。 3、存儲(chǔ)單元：是CPU訪問(wèn)存儲(chǔ)器基本單位，由若干個(gè)具有相同操作屬性的存儲(chǔ)元組成。8051是8位單片機(jī)，一個(gè)存儲(chǔ)單元是8位(一個(gè)字節(jié))，8051是按字節(jié)編

4、址計(jì)算機(jī)：可編址的最小單位是字節(jié)的計(jì)算機(jī)。 4、單元地址：簡(jiǎn)稱(chēng)地址，在存儲(chǔ)器中用以表識(shí)存儲(chǔ)單元的唯一編號(hào)，CPU通過(guò)該編號(hào)訪問(wèn)相應(yīng)的存儲(chǔ)單元。 5、存儲(chǔ)空間：即系統(tǒng)中存儲(chǔ)設(shè)備的總?cè)萘?一、幾個(gè)基本概念,7,知識(shí)分享,8,知識(shí)分享,二、存儲(chǔ)器分類(lèi),1. 按存儲(chǔ)介質(zhì)分類(lèi),1) 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器,2) 磁表面存儲(chǔ)器,3) 磁芯存儲(chǔ)器,4) 光盤(pán)存儲(chǔ)器,易失,TTL 、MOS,磁頭、載磁體,硬磁材料、環(huán)狀元件,激光、磁光材料,9,知識(shí)分享,1) 存取時(shí)間與物理地址無(wú)關(guān)（隨機(jī)訪問(wèn),順序存取存儲(chǔ)器 磁帶,4.1,2. 按存取方式分類(lèi),2) 存取時(shí)間與物理地址有關(guān)（串行訪問(wèn),隨機(jī)存儲(chǔ)器,只讀存儲(chǔ)器,直接存取存儲(chǔ)

5、器 磁盤(pán),在程序的執(zhí)行過(guò)程中 可 讀 可 寫(xiě),在程序的執(zhí)行過(guò)程中 只 讀,10,知識(shí)分享,磁盤(pán)、磁帶、光盤(pán),高速緩沖存儲(chǔ)器（Cache,Flash Memory,存 儲(chǔ) 器,3. 按在計(jì)算機(jī)中的作用分類(lèi),4.1,11,知識(shí)分享,高,小,快,1. 存儲(chǔ)器三個(gè)主要特性的關(guān)系,三、存儲(chǔ)器的層次結(jié)構(gòu),4.1,12,知識(shí)分享,存儲(chǔ)器的用途和特點(diǎn),13,知識(shí)分享,虛擬存儲(chǔ)器,虛地址,邏輯地址,實(shí)地址,物理地址,4.1,速度,容量,現(xiàn)在訪問(wèn)時(shí)間已大大縮短） 單片機(jī)里沒(méi)有緩存，高端CPU里才有,主存儲(chǔ),14,知識(shí)分享,主存儲(chǔ)器,一、概述,1. 主存的基本組成,15,知識(shí)分享,2. 主存和 處理器 的聯(lián)系,4.

6、2,16,知識(shí)分享,2) 存儲(chǔ)速度,4. 主存的技術(shù)指標(biāo),1) 存儲(chǔ)容量,3) 存儲(chǔ)器的帶寬,主存 存放二進(jìn)制代碼的總位數(shù),讀出時(shí)間 寫(xiě)入時(shí)間,存儲(chǔ)器的 訪問(wèn)時(shí)間,讀周期 寫(xiě)周期,位/秒,4.2,17,知識(shí)分享,芯片容量,二、半導(dǎo)體存儲(chǔ)芯片簡(jiǎn)介,1. 半導(dǎo)體存儲(chǔ)芯片的基本結(jié)構(gòu),1K4位,16K1位,8K8位,10,4,14,1,13,8,4.2,18,知識(shí)分享,片選線,讀/寫(xiě)控制線,低電平寫(xiě) 高電平讀,允許讀,4.2,允許寫(xiě),19,知識(shí)分享,存儲(chǔ)芯片片選線的作用,用 16K 1位 的存儲(chǔ)芯片組成 64K 8位 的存儲(chǔ)器,32片,4.2,20,知識(shí)分享,2. 半導(dǎo)體存儲(chǔ)芯片的譯碼驅(qū)動(dòng)方式,1)

7、線選法,4.2,21,知識(shí)分享,2) 重合法,4.2,0,0,22,知識(shí)分享,基本存儲(chǔ)元是組成存儲(chǔ)器的基礎(chǔ)和核心,它用來(lái)存儲(chǔ)一位二進(jìn)制信息0或1,六管基本存儲(chǔ)單元電路,三、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器 ( RAM,1. 靜態(tài) RAM (SRAM,23,知識(shí)分享,1) 靜態(tài) RAM 基本電路,A 觸發(fā)器非端,A 觸發(fā)器原端,4.2,T1 T4,24,知識(shí)分享,靜態(tài) RAM 基本電路的 讀 操作,4.2,讀選擇有效,25,知識(shí)分享,靜態(tài) RAM 基本電路的 寫(xiě) 操作,4.2,寫(xiě)選擇有效,26,知識(shí)分享,27,知識(shí)分享,28,知識(shí)分享,29,知識(shí)分享,3) 靜態(tài) RAM 讀 時(shí)序,4.2,30,知識(shí)分享,4) 靜

8、態(tài) RAM (2114) 寫(xiě) 時(shí)序,4.2,31,知識(shí)分享,存儲(chǔ)速度,TA的時(shí)間約幾nS 幾十nS,存取時(shí)間,使用此SRAM，處理器從給出地址到從數(shù)據(jù)總線上取數(shù)的時(shí)間TA，不能少于55nS，其他時(shí)間參數(shù)也不能少于存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)表中的值( 因此叫異步存儲(chǔ)器)。標(biāo)準(zhǔn)8051比較慢，TA遠(yuǎn)高于55nS，因此可直接使用。 高速的處理器的TA低到1nS，必須通過(guò)設(shè)置將TA調(diào)慢至符合存儲(chǔ)器要求(8051 無(wú)此設(shè)置功能,例如 CY622556N-55 的 TA為55nS， (又叫靜態(tài)RAM=SRAM，一個(gè)重要特點(diǎn)是保持電流低到0.1微安，可以長(zhǎng)時(shí)間由電池保持?jǐn)?shù)據(jù),4.2,32,知識(shí)分享,8031最小應(yīng)用系統(tǒng),PSEN,OE,33,知識(shí)分享,地址鎖存器一般采用74LS373，采用74LS373的地址總線的擴(kuò)展電路如下圖,34,知識(shí)分享,圖9-7 AT89C51外擴(kuò)一片6264的電路連接,例9-1 對(duì)AT89C51單片機(jī)外擴(kuò)一片8kB的RAM 6264芯片,解：擴(kuò)展的電路連接如圖9-7所示。由于只有一片存儲(chǔ)器芯片，所以將6264的片選直接接地。 6264芯片中存儲(chǔ)單元的地址變化范圍為：xxx0 0000 0000 0000Bxxx1 1111 1111 1111B，即單片機(jī)地址線的P2.4P2