存储器的分类和主要性能指标
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存储器
2、外围电路 （1）地址译码器 （2）I/O缓冲器
AP AP＋1 AK
Y译码 A0 A1 X 译 码
存储体 …
AP－1
存储器控 制逻辑
R/W CE RAM的基本组成框图
…
…
I/O 缓 冲 … … … …
D0 D1 DN－1
二、静态RAM的例子
典型的静态RAM芯片如： 2114（1k×4位）
6116 （2k×8位）
A12 A11~A8 A7 ~ A4 A3~A0 0000000000000至1111111111111 0000000000000至1111111111111 0000000000000至1111111111111 8k×16B 0000000000000至1111111111111
地址范围（空间） 0000H-1FFFH 2000H-3FFFH 4000H-5FFFH 6000H-7FFFH
单元数扩充：8K × 8 32K ×8
A0-A12 00 A13
Y0 A Y1 01 Y2 10 B 11 Y3 G
A14
C S1 CS2 A0-A12
C S1 CS2 A0-A12
C S1 CS2 A0-A12
C S1 CS2 A0-A12
C S1 CS2
D0-D7
OE
WE
3#
D0-D7
OE
WE
全译码的优点是每个芯片的地址范围 唯一确定，而且各片之间是连续的。 缺点是译码电路比较复杂
二、PROM(可编程的ROM)
三、EPROM(可擦除的 PROM) 四、EEPROM(电子式可清除的PROM)
5.4
存储器连接与扩充
一、存储器芯片选择
静态RAM在与微处理器接口时，一般不需要外围电路，连接比较简 单，故在智能仪器仪表、小型控制系统中，一般采用静态RAM。 动态RAM集成度高，但需要专门的刷新电路，因此与微处理器的接 口设计较为复杂，在需要较大存储器容量的计算机产品中广泛使用。 ROM中的内容掉电不易失，但不能随机写入，故一般用于存储系统 程序（监控程序）和无须在线修改的参数等。其中，掩膜ROM用于 大批量生产的微电子产品或计算机产品中，非批量使用时可用 PROM。在产品研制和小批量生产时，宜选用EPROM等芯片。 EEPROM多用于保存这样一些数据或参数：他们在系统工作过程中 被写入而又需要掉电保护。
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Y译码 A0 A1 X 译 码
存储体 …
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存储器控 制逻辑
R/W CE RAM的基本组成框图
…
…
I/O 缓 冲 … … … …
D0 D1 DN－1
二、静态RAM的例子
典型的静态RAM芯片如： 2114（1k×4位）
6116 （2k×8位）
A12 A11~A8 A7 ~ A4 A3~A0 0000000000000至1111111111111 0000000000000至1111111111111 0000000000000至1111111111111 8k×16B 0000000000000至1111111111111
地址范围（空间） 0000H-1FFFH 2000H-3FFFH 4000H-5FFFH 6000H-7FFFH
单元数扩充：8K × 8 32K ×8
A0-A12 00 A13
Y0 A Y1 01 Y2 10 B 11 Y3 G
A14
C S1 CS2 A0-A12
C S1 CS2 A0-A12
C S1 CS2 A0-A12
C S1 CS2 A0-A12
C S1 CS2
D0-D7
OE
WE
3#
D0-D7
OE
WE
全译码的优点是每个芯片的地址范围 唯一确定，而且各片之间是连续的。 缺点是译码电路比较复杂
二、PROM(可编程的ROM)
三、EPROM(可擦除的 PROM) 四、EEPROM(电子式可清除的PROM)
5.4
存储器连接与扩充
一、存储器芯片选择
静态RAM在与微处理器接口时，一般不需要外围电路，连接比较简 单，故在智能仪器仪表、小型控制系统中，一般采用静态RAM。 动态RAM集成度高，但需要专门的刷新电路，因此与微处理器的接 口设计较为复杂，在需要较大存储器容量的计算机产品中广泛使用。 ROM中的内容掉电不易失，但不能随机写入，故一般用于存储系统 程序（监控程序）和无须在线修改的参数等。其中，掩膜ROM用于 大批量生产的微电子产品或计算机产品中，非批量使用时可用 PROM。在产品研制和小批量生产时，宜选用EPROM等芯片。 EEPROM多用于保存这样一些数据或参数：他们在系统工作过程中 被写入而又需要掉电保护。
sram和dram的工作原理
sram和dram的工作原理
SRAM 和 DRAM 都是存储器的类型，其主要性能指标包括存储容量、存储时间、存储周期和存储器带宽。
SRAM(Static Random Access Memory) 是一种静态存储器，它的存储器单元是由触发器组成的，每个触发器存储一个二进制位。
SRAM 的读写操作需要通过触发器的开关状态来实现，因此它的读写操作时间较长，但是存储时间较短，可以实现高速读写。
DRAM(Dynamic Random Access Memory) 是一种动态存储器，它的存储器单元是由存储电容和正反馈电路组成的，每个存储器单元存储一个二进制位。
DRAM 的读写操作需要通过改变存储电容的电荷来实现，因此它的读写操作时间较短，但是存储时间较长。
DRAM 通常用于存储计算机中的内存数据，可以实现高速读写。
在 SRAM 和 DRAM 中，存储器单元的刷新是非常重要的。
存储器单元的刷新是通过将新的数据写入存储器单元中来掩盖存储器单元
中已经存在的电荷，使得存储器单元中的数据保持不变。
如果不进行存储器单元的刷新，存储器单元中的数据将随着时间的推移而丢失。
SRAM 和 DRAM 的工作原理区别在于它们的存储器单元的结构不同，以及它们的读写操作方式不同。
SRAM 的读写操作时间较长，但是存储时间较短，可以实现高速读写;DRAM 的读写操作时间较长，但是存储时间时间较长，可以实现高速读写。
存储器
TM
41
存储器读时序图(补充）
指定地址
2011 BIT
石秀民 北京理工大学
有效数据 /WE为高电平
TM
42
存储器写时序图(补充）
指定地址A0-A12(A19)
2011 BIT
石秀民 北京理工大学
有效数据
TM
43
2011 BIT
8086/8088时序例－存储器写
T1：输出地址；T2：总线转向；T3:存储器访问；T4:结束
2011 BIT
(2) 编程
两种编程方式：标准编程、快速编程
标准编程的过程
a) 将EPROM插入专门的编程器 b) VCC加上+5V， VPP加上EPROM 所要求的高电 压（+12.5V, +15V, +21V, +25V等） c) 加上待编程单元的地址，数据线上加上待写入 的数据，CE保持低电平，OE保持高电平
TM
27
2011 BIT
EPROM 27C040 的编程时序图
TM
28
2011 BIT
27C040 快速编程流程图
TM
29
2011 BIT
四， EEPROM(E2PROM)
EPROM在擦除时需从系统上取下，而E2PROM可在线进行电 擦除
典型EEPROM芯片介绍
根据制造工艺及芯片容量，EEPROM具有多种型号。
CS#片选： 低有效，允许对存储器读写 R/W# 读 / 写 ： 读 / 写 控 制 信 号 ， 高 电 平 为 读 ， 低 电 平 为写。 OE# 输 出 使 能 ： 在 读 存 储 器 周 期 中 ， OE# 为 低 电 平 允 许输出数据
1.3存储系统
一.存储器的层次结构大多数计算机都采用3层存储器层次结构，如图1-4所示。
但一些简单的计算机没有高速缓存。
二．存储器的分类1、按存储介质分：半导体存储器（易失）：用半导体器件组成的存储器（内存）。
磁性存储器（不易失）：磁芯存储器（硬盘）、磁表面存储器（磁带）。
光盘存储器（不易失）：光敏材料（光盘）。
2、按存取方式存取时间与物理地址无关（随机访问）：随机读写存储器RAM只读存储器ROM存取时间与物理地址有关（串行访问）：顺序存取存储器（磁带）直接存取存储器（磁盘）3、按在计算机中的作用分类三．主存储器主存储器简称内存或主存，用来存放当前正在使用或随时要使用的数据和程序，CPU可直接访问。
1．主存的种类主存一般由RAM和ROM这两种工作方式的存储器组成，其绝大部分存储空间由RAM构成。
（1）RAM随机存储器：也叫读写存储器，内容可改变，在加电时，可随时向存储器中写或读信息，一旦停电，信息全部丢失，可分两类：静态RAM（SRAM）：利用触发器的两个稳态来表示所存储的“0”和“1”，不需要周期性地刷新。
动态RAM（DRAM）：用半导体器件中分布电容上有无电荷来表示“1”和“0”。
因为保存在分布电容上的电荷会随着电容器的漏电而逐渐消失，所以需要周期性地给电容充电，称为刷新。
（2）ROM只读存储器：所存储的信息由生产厂家在生产时一次性写入，使用时只能读出，不能写入，断电后信息不会丢失。
2.主存的组成主存储器一般由地址寄存器、数据寄存器、存储体、控制线路和地址译码电路等部分组成，如图1-5所示。
（1）地址寄存器（MAR）：用来存放要访问的存储单元的地址码，其位数决定了其可寻址的存储单元的个数M，即M=2N。
（2）数据寄存器（MDR）：用来存放要写入存储体中的数据或从存储体中读取的数据。
（3）存储体：存放程序和数据的存储空间。
（4）译码电路：根据地址译码器中的地址码在存储体中找到相应的存储单元。
（5）控制线路：根据读写命令控制主存储器各部分的相应操作。
存储器的特点和应用场合,了解存储器的主要性能指标对存
首 页
电工电子技术
11.1 随机存取存储器RAM
计算机的内存储器由ROM和RAM两部分组成。其中只 能读不能写的存储器，称为只读存储器ROM；即能读又 能写的存储器，叫做可读写存储器RAM。 由于历史上的 原因，可读写存储器也被人们称为随机存取存储器。 通常ROM中的程序和数据是事先存入的，在工作过程中 不能改变，这种事先存入的信息不会因下电而丢失，因此 ROM常用来存放计算机监控程序、基本输入输出程序等系 统程序和数据。RAM中的信息则下电就会消失，所以主要 用来存放应用程度和数据。 对存储器的读写或取出都是随机的，通常要按顺序随机 存取。按顺序随机存取有两种方式：①先进先出；②后进 先出。
存储器是一种具有记忆功能的接收、保存和取出信息 的设备，是计算机的重要组成部分，是CPU最重要的系 统资源之一。 存储器按在微机中的位置可分为主存储器(内存)、辅 助存储器(外存)和缓冲存储器(缓存)三大类。内存一般 由半导体存储器构成，通常装在计算机主板上，存取速 度快，但容量有限；外存是为了弥补内存容量的不足而 配置的，如硬盘、软盘等，外存容量大、成本低，所存 信息既可修改也可长期保存，但存取速度慢；缓存位于 内存与CPU之间，其存取速度非常快但存储容量更小， 一般用来解决存取速度与存储容量之间的矛盾，可提高 整个系统的运行速度 。 存储器主要性能指标是存储容量、存储速度和可靠 性。
CS CS
片 1
I/O 1~4
片 2
利用地址码的最高位A10控制RAM器件的片选CS端，以决 定哪一片RAM工作。地址码的低A0~A9并联接到两片RAM的 地址输入端。两片RAM的数据输入/输出端（I/O1~4）按位对 应地并联使用。
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电工电子技术
字位同时扩展连接较复杂，如下图示：
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11.1 随机存取存储器RAM
计算机的内存储器由ROM和RAM两部分组成。其中只 能读不能写的存储器，称为只读存储器ROM；即能读又 能写的存储器，叫做可读写存储器RAM。 由于历史上的 原因，可读写存储器也被人们称为随机存取存储器。 通常ROM中的程序和数据是事先存入的，在工作过程中 不能改变，这种事先存入的信息不会因下电而丢失，因此 ROM常用来存放计算机监控程序、基本输入输出程序等系 统程序和数据。RAM中的信息则下电就会消失，所以主要 用来存放应用程度和数据。 对存储器的读写或取出都是随机的，通常要按顺序随机 存取。按顺序随机存取有两种方式：①先进先出；②后进 先出。
存储器是一种具有记忆功能的接收、保存和取出信息 的设备，是计算机的重要组成部分，是CPU最重要的系 统资源之一。 存储器按在微机中的位置可分为主存储器(内存)、辅 助存储器(外存)和缓冲存储器(缓存)三大类。内存一般 由半导体存储器构成，通常装在计算机主板上，存取速 度快，但容量有限；外存是为了弥补内存容量的不足而 配置的，如硬盘、软盘等，外存容量大、成本低，所存 信息既可修改也可长期保存，但存取速度慢；缓存位于 内存与CPU之间，其存取速度非常快但存储容量更小， 一般用来解决存取速度与存储容量之间的矛盾，可提高 整个系统的运行速度 。 存储器主要性能指标是存储容量、存储速度和可靠 性。
CS CS
片 1
I/O 1~4
片 2
利用地址码的最高位A10控制RAM器件的片选CS端，以决 定哪一片RAM工作。地址码的低A0~A9并联接到两片RAM的 地址输入端。两片RAM的数据输入/输出端（I/O1~4）按位对 应地并联使用。
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字位同时扩展连接较复杂，如下图示：
存储器的分类和主要性能指标(微机原理)
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19
第6章 半导体存储器及接口 §6.3 SRAM、ROM与CPU的连接方法 ⒈要解决的技术问题 ⑴ SRAM、ROM的速度要满足CPU的读/写要求； ⑵ SRAM、ROM的字数和字长要与系统要求一致； ⑶ 所构成的系统存储器要满足CPU自启动和正常运行条件。 ⒉存储器扩展技术 当单个存储器芯片不能满足系统字长或存储单元个数 的要求时，用多个存储芯片的组合来满足系统存储容量的 需求。这种组合就称为存储器的扩展。 存储器扩展的几种方式： ⑴位扩展 当单个存储芯片的字长（位数）不能满足要求时，就 需要进行位扩展。
按工作方式分按制造工艺分按存储机理分双极型ram随机存取存储器静态读写存储器sramram金属氧化物型mosram动态读写存储器dramromprom只读存储器epromr0m半导体存储器及接口西南大学电子信息工程学院22内存储器的主要性能指标内存储器的主要性能指标内存储容量内存储容量表示一个计算机系统内存储器存储数据多少的指标
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5
第6章 半导体存储器及接口 ③芯片容量
是指一片存储器芯片所具有的存储容量。
例如： SRAM芯片6264的容量为8K×8bit，即它有8K个 单元，每个单元存储8位（一个字节）二进制数据。 DRAM芯片NMC4l256的容量为256K×lbit，即它 有256K个单元，每个单元存储1位二进制数据。 ⑵最大存取时间 内存储器从接收寻找存储单元的地址码开始， 到它取出或存入数码为止所需要的最长时间。
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第6章 半导体存储器及接口 ②地址分配 要考虑CPU自启动条件，在8088系统中存储器操作时IO/M=0， ROM要包含0FFFF0H单元，正常运行时要用到中断向量区 0000:0000-0000:003FFH，所以RAM要包含这个区域。
存储器概述
EEPROM芯片2864A
N13根地址线A12～A0 8 根 数 据 线 I/O7 ～
I/O0 片选CE*
读写OE*、WE*
A12 2 A7 3 A6 4 A5 5 A4 6 A3 7 A2 8 A1 9 A0 10 I/O0 11 I/O1 12 I/O2 13 GND 14
动态RAM DRAM 4116 DRAM 2164
1 静态RAM
SRAM的基本存储单元是触发器电路 每个基本存储单元存储二进制数一位 许多个基本存储单元形成行列存储矩阵
SRAM芯片6264 NC 1 A12 2
A7 3
存储容量为8K×8
A6 4 A5 5
28个引脚：
A4 6
13根地址线A12～A0 8根数据线D7～D0
Infineon(英飞菱)的内存条结构剖析
1、PCB板 下图是Infineon原装256MB DDR266，采用单面8颗粒TSOP封装。
2、金手指 这一根根黄色的接触点是内存与主板内存槽接触的部分，数据就是靠它们来传输的，通
常称为金手指。
3、内存芯片（颗粒）内存的芯片就是内存的灵魂所在，内存的性能、速度、容量都是由内 存芯片决定的。
只读存储器ROM
掩膜ROM：信息制作在芯片中，不可更改 PROM：允许一次编程，此后不可更改 EPROM：用紫外光擦除，擦除后可编程；
并允许用户多次擦除和编程 EEPROM（E2PROM）：采用加电方法在
线进行擦除和编程，也可多次擦写 Flash Memory（闪存）：能够快速擦写的
EEPROM，但只能按块（Block）擦除
28 Vcc 27 A14 26 A13 25 A8
24 A9 23 A11 22 OE 21 A10 20 CE 19 D7 18 D6 17 D5 16 D4 15 D3
微机原理习题解答
6、完成下列码制之间的转换 [X]原=BDH [X]补、[X]反、Ｘ真值= ？ [X]反=3CH [X]补、[X]原、Ｘ真值= ？ [X]补=8AH [X]反、[X]原、Ｘ真值= ？
[X]原=BDH [X]补=C3H [X]反=C2H Ｘ真值= -61 [X]反=3CH [X]补=3CH [X]原=3CH Ｘ真值= 60 [X]补=8AH [X]反=89H [X]原=F6H Ｘ真值= -118
第二章习题 1、 CPU常用的工作方式有哪几种？8086CPU采用 哪种工作方式？ CPU 常 用 的 工 作 方 式 有 串 行 方 式 和 并 行 方 式 ， 8086CPU采用并行工作方式。 2 、 8086CPU 有哪几部分组成？各组成部分的主要 功能是什么？ 8086CPU有执行部件EU和总线接口部件BIU组成。 EU的主要功能是 （1）从指令队列中取出指令。 （2）对指令进行译码，发出相应的控制信号。 （3）向BIU发出请求。 （ 4 ）执行指令包括进行算术、逻辑运算，并计算 操作数的偏移量。
5、完成下列数制之间的转换 （48）D=（ 30 ）H=（00110000）B （6DB）H=（1755）D=（11011011011）B （10101101）B=（ AD）H=（ 173 ）D （98）D=（ 10011000）BCD=（ 1100010 ）B （010110010010）BCD=（ 592 ） D ＝（1001010000） B
4、微型计算机内部、外部的结构特点是什么？ 总线结构的优点是什么？
微型计算机内部为单总线结构，外部为三总线结 构即AB、DB、CB 有了总线结构以后，系统中各功能部件的相互关 系变为各个部件面向总线的单一关系，一个部件 只要符合总线标准，就可以连接到采用这种总线 标准的系统中，使系统功能很方便得到扩展。
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在一起，数据线分别连接至系统数据总线的不同位上 。
例如：
用4K×4位的SRAM芯片构成4K×8位的存储器。
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第6章 半导体存储器及接口
⑵字扩展 当单片存储器的字长满足要求，而存储单元的
个数不能够时，就需要进行字扩展。 字扩展方法：
将每个芯片的地址线、数据线和读/写控制线等 按信号名称并连在一起，只将选片端分别引到地址 译码器的不同输出端，即用片选信号来区别各个芯 片的地址。
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第6章 半导体存储器及接口
⑵全译码法 用剩余的所有高位地址线经译码器产生各存储器芯片的片选
信号，使每一个存储器单元在整个内存空间中具有唯一的一个 地址。
在上例中，可用高位地址线A16—A19，经译码器产生24个译 码输出，从中选择Y0-Y1作为片选信号。 优点：
每个存储单元地址是唯一的，芯片组地址连续，不会产生 总线冲突； 缺点：
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第6章 半导体存储器及接口
⑵实用静态存储器芯片举例 6264芯片是8K×8bit的CMOS SRAM静态存储器。 ① 6264存储芯片的引线及其功能
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16
第6章 半导体存储器及接口
② SRAM 6264操作时序图
写操作时序图
读操作时序图
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程序和数据；
（外存）
软/硬磁盘
介质： 光盘
磁带等
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2
第6章 半导体存储器及接口
（2）按存储介质划分 磁芯存储器 半导体存储器 磁泡存储器 磁表面存储器 激光存储器等
本章主要讲授半导体存储器。 在微型计算机中，半导体存储器主要作为
内存储器使用。
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第6章 半导体存储器及接口
⑤快擦除读写存储器（Flash Memory)
写入速度类似于RAM， 掉电后内容又不丢失的一 种新型EPROM。 Intel 公司的Flash Memory：
28F001BX (1Mb);
28F200BX (2Mb);
28F400BX (4Mb);
能力，与CPU被使用的地址总线宽度有关 。
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第6章 半导体存储器及接口
③芯片容量 是指一片存储器芯片所具有的存储容量。
例如： SRAM芯片6264的容量为8K×8bit，即它有8K个
单元，每个单元存储8位（一个字节）二进制数据。 DRAM芯片NMC4l256的容量为256K×lbit，即它
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第6章 半导体存储器及接口
③6264在8088系统中的应用
6264的全地址译码连接图 用138译码器实现全地址译码连接
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18
第6章 半导体存储器及接口
6264芯片在上述系统中的地址范围： A19A18A17A16A15A14A13A12A11…A0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 …0 … 0 0 1 1 1 1 1 1 1 …1
A19 A18 A17 A16 A15 A14 A13 A12 A11… A0 芯片地址 芯片号 × × × × × 0 0 0 0 … 0 00000H SRAM 1# × × × × × 0 0 1 1 … 1 01FFFH SRAM 1# × × × × × 0 1 0 0 … 0 02000H SRAM 2# × × × × × 0 1 1 1 … 1 03FFFH SRAM 2# × × × × × 1 0 0 0 … 0 0FC000H ROM 1# × × × × × 1 0 1 1 … 1 0FDFFFH ROM 1# × × × × × 1 1 0 0 … 0 0FE000H ROM 2# × × × × × 1 1 1 1 … 1 0FFFFFH ROM 2#
第6章 半导体存储器及接口
§6.1 存储器的分类和主要性能指标
存储器是计算机系统的记忆设备。它用来存放 计算机的程序指令、要处理的数据、运算结果以 及各种需要计算机保存的信息，是计算机中不可 缺少的一个重要组成部分。 1、存储器的分类 （1）按存储器与中央处理器的关系分 内部存储器 外部存储器
3
第6章 半导体存储器及接口
半导体存储器的分类：
按工作方式分 按制造工艺分 按存储机理分
双极型RAM
随机存取存储器
静态读写存储器(SRAM)
（RAM）
金属氧化物型
（MOS）RAM 动态读写存储器（DRAM）
ROM
PROM
只读存储器
EPROM
（R0M）
E2PROM
闪速E2PROM（FLASH）
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①掩膜编程的ROM（Mask Programmed ROM）
例如：采用“并联单元阵列”的掩膜ROM 薄栅氧化层的 管子为正常开启
厚栅氧化层的 管子为高开启
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10
第6章 半导体存储器及接口
②可编程只读存储器（Programmable ROM） 有“熔断丝型”和“PN结击穿型”两种。用户可以对其一次
地址信号线。其中，寻址2164内部（216=64K）需要 16位地址信号（分为行和列），余下的1根地址线用 于区分两个64KB的存储模块。
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25
第6章 半导体存储器及接口
③画出逻辑电路图 （控制线未画） 芯片地址范围：00000H-0FFFFH和10000H-1FFFFH
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当单个存储器芯片不能满足系统字长或存储单元个数 的要求时，用多个存储芯片的组合来满足系统存储容量的 需求。这种组合就称为存储器的扩展。
存储器扩展的几种方式： ⑴位扩展
当单个存储芯片的字长（位数）不能满足要求时，就 需要进行位扩展。
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20
第6章 半导体存储器及接口
位扩展方法： 将每个存储芯片的地址线、控制线 “同名”并连
26
第6章 半导体存储器及接口
⒊片选信号的产生方法 产生片选信号的方法很多，归纳起来有三种： （设该存储器工作在8088CPU系统中）
⑴线选法 用剩余的高位地址线作为片选信号。 上例中芯使用地址线A0—A15，则A16—A19为剩余的
高位地址线，都可以作为片选信号。
优点：线路简单，成本低； 缺点：芯片组地址不连续，容易产生总线冲突。
12
第6章 半导体存储器及接口
④可电擦除只读存储器（E2PROM）
E2PROM 有多种电路
结构。右图为Flotox结
构的E2PROM结构剖面
图。
厚度＜200埃，在场
强>107V/cm时，下漏与
浮栅之间可以进行双向 电子运动，实现对单元 的擦和写。
Flotox E2PROM 的单元电路
例如：Intel 2816 E2PROM 容量为 2K×8
和字扩展才能满足存储容量的需求。 设系统存储器容量为：M×N位 使用的存储器芯片容量为：L×K位 （L＜M, K＜N） 则需要存储器数量为：(M／L)×(N／K) 片
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第6章 半导体存储器及接口
例如： 用Intel 2164构成容量为128KB的内存。
解：①求所需存储器芯片数量 ∵2164是64K×1位的芯片 ∴所需的芯片数为 （128/64）×（8/1）=16 （片） ②地址线的分配 寻址（217=128K）个内存单元至少需要17位
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第6章 半导体存储器及接口
⒋应用举例 ⑴ 8位存储器接口 （用于8088、80188的8位数据总线） 例1：用UVEPROM 2764和SRAM 6264组成8088的内存储器
要求形成16KB ROM和16KB RAM。 解：①分析
∵ UVEPROM 2764和SRAM 6264 都是8K×8的存储器； 而系统存储器都是16KB=16K×8。 ∴ ROM和RAM都只需要进行字数扩展，各需要 16K/8K×8/8=2 （片）
隔时间（MTBF）约为5×l06～l×108小时左右。
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第6章 半导体存储器及接口
⑸集成度 每片存储器芯片上集成的基本存储单元的个数。 常用存储器芯片有：
1K位/片， 如：Intel 2115A (1K×1); 16K位/片，如：MCM2167H35L(16K×1); 64K位/片，如： MCM62L67-35L(64K×1); 256K位/片，如： MCM6205NJ17(32K×8);
所以该6264芯片的地址范围为3E000H～3FFFFH
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第6章 半导体存储器及接口
§6.3 SRAM、ROM与CPU的连接方法 ⒈要解决的技术问题 ⑴ SRAM、ROM的速度要满足CPU的读/写要求； ⑵ SRAM、ROM的字数和字长要与系统要求一致； ⑶ 所构成的系统存储器要满足CPU自启动和正常运行条件。 ⒉存储器扩展技术
有256K个单元，每个单元存储1位二进制数据。 ⑵最大存取时间
内存储器从接收寻找存储单元的地址码开始， 到它取出或存入数码为止所需要的最长时间。
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第6章 半导体存储器及接口
⑶功耗 包括“维持功耗”和“操作功耗”两种。
⑷可靠性 一般指存储器对电磁场及温度等变化的抗干
扰能力。通常用“平均无故障时间”来表示。 目前所用的半导体存储器芯片的平均故障间
性编程，重复读出。 熔断丝型PROM是以
熔丝的接通或断开来 表示存储信息是“1/0”。 例如：
熔断丝型8×4ROM
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例如：
用4K×4位的SRAM芯片构成4K×8位的存储器。
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⑵字扩展 当单片存储器的字长满足要求，而存储单元的
个数不能够时，就需要进行字扩展。 字扩展方法：
将每个芯片的地址线、数据线和读/写控制线等 按信号名称并连在一起，只将选片端分别引到地址 译码器的不同输出端，即用片选信号来区别各个芯 片的地址。
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第6章 半导体存储器及接口
⑵全译码法 用剩余的所有高位地址线经译码器产生各存储器芯片的片选
信号，使每一个存储器单元在整个内存空间中具有唯一的一个 地址。
在上例中，可用高位地址线A16—A19，经译码器产生24个译 码输出，从中选择Y0-Y1作为片选信号。 优点：
每个存储单元地址是唯一的，芯片组地址连续，不会产生 总线冲突； 缺点：
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⑵实用静态存储器芯片举例 6264芯片是8K×8bit的CMOS SRAM静态存储器。 ① 6264存储芯片的引线及其功能
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第6章 半导体存储器及接口
② SRAM 6264操作时序图
写操作时序图
读操作时序图
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程序和数据；
（外存）
软/硬磁盘
介质： 光盘
磁带等
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（2）按存储介质划分 磁芯存储器 半导体存储器 磁泡存储器 磁表面存储器 激光存储器等
本章主要讲授半导体存储器。 在微型计算机中，半导体存储器主要作为
内存储器使用。
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⑤快擦除读写存储器（Flash Memory)
写入速度类似于RAM， 掉电后内容又不丢失的一 种新型EPROM。 Intel 公司的Flash Memory：
28F001BX (1Mb);
28F200BX (2Mb);
28F400BX (4Mb);
能力，与CPU被使用的地址总线宽度有关 。
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第6章 半导体存储器及接口
③芯片容量 是指一片存储器芯片所具有的存储容量。
例如： SRAM芯片6264的容量为8K×8bit，即它有8K个
单元，每个单元存储8位（一个字节）二进制数据。 DRAM芯片NMC4l256的容量为256K×lbit，即它
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第6章 半导体存储器及接口
③6264在8088系统中的应用
6264的全地址译码连接图 用138译码器实现全地址译码连接
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第6章 半导体存储器及接口
6264芯片在上述系统中的地址范围： A19A18A17A16A15A14A13A12A11…A0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 …0 … 0 0 1 1 1 1 1 1 1 …1
A19 A18 A17 A16 A15 A14 A13 A12 A11… A0 芯片地址 芯片号 × × × × × 0 0 0 0 … 0 00000H SRAM 1# × × × × × 0 0 1 1 … 1 01FFFH SRAM 1# × × × × × 0 1 0 0 … 0 02000H SRAM 2# × × × × × 0 1 1 1 … 1 03FFFH SRAM 2# × × × × × 1 0 0 0 … 0 0FC000H ROM 1# × × × × × 1 0 1 1 … 1 0FDFFFH ROM 1# × × × × × 1 1 0 0 … 0 0FE000H ROM 2# × × × × × 1 1 1 1 … 1 0FFFFFH ROM 2#
第6章 半导体存储器及接口
§6.1 存储器的分类和主要性能指标
存储器是计算机系统的记忆设备。它用来存放 计算机的程序指令、要处理的数据、运算结果以 及各种需要计算机保存的信息，是计算机中不可 缺少的一个重要组成部分。 1、存储器的分类 （1）按存储器与中央处理器的关系分 内部存储器 外部存储器
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第6章 半导体存储器及接口
半导体存储器的分类：
按工作方式分 按制造工艺分 按存储机理分
双极型RAM
随机存取存储器
静态读写存储器(SRAM)
（RAM）
金属氧化物型
（MOS）RAM 动态读写存储器（DRAM）
ROM
PROM
只读存储器
EPROM
（R0M）
E2PROM
闪速E2PROM（FLASH）
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①掩膜编程的ROM（Mask Programmed ROM）
例如：采用“并联单元阵列”的掩膜ROM 薄栅氧化层的 管子为正常开启
厚栅氧化层的 管子为高开启
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第6章 半导体存储器及接口
②可编程只读存储器（Programmable ROM） 有“熔断丝型”和“PN结击穿型”两种。用户可以对其一次
地址信号线。其中，寻址2164内部（216=64K）需要 16位地址信号（分为行和列），余下的1根地址线用 于区分两个64KB的存储模块。
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③画出逻辑电路图 （控制线未画） 芯片地址范围：00000H-0FFFFH和10000H-1FFFFH
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当单个存储器芯片不能满足系统字长或存储单元个数 的要求时，用多个存储芯片的组合来满足系统存储容量的 需求。这种组合就称为存储器的扩展。
存储器扩展的几种方式： ⑴位扩展
当单个存储芯片的字长（位数）不能满足要求时，就 需要进行位扩展。
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第6章 半导体存储器及接口
位扩展方法： 将每个存储芯片的地址线、控制线 “同名”并连
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第6章 半导体存储器及接口
⒊片选信号的产生方法 产生片选信号的方法很多，归纳起来有三种： （设该存储器工作在8088CPU系统中）
⑴线选法 用剩余的高位地址线作为片选信号。 上例中芯使用地址线A0—A15，则A16—A19为剩余的
高位地址线，都可以作为片选信号。
优点：线路简单，成本低； 缺点：芯片组地址不连续，容易产生总线冲突。
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第6章 半导体存储器及接口
④可电擦除只读存储器（E2PROM）
E2PROM 有多种电路
结构。右图为Flotox结
构的E2PROM结构剖面
图。
厚度＜200埃，在场
强>107V/cm时，下漏与
浮栅之间可以进行双向 电子运动，实现对单元 的擦和写。
Flotox E2PROM 的单元电路
例如：Intel 2816 E2PROM 容量为 2K×8
和字扩展才能满足存储容量的需求。 设系统存储器容量为：M×N位 使用的存储器芯片容量为：L×K位 （L＜M, K＜N） 则需要存储器数量为：(M／L)×(N／K) 片
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例如： 用Intel 2164构成容量为128KB的内存。
解：①求所需存储器芯片数量 ∵2164是64K×1位的芯片 ∴所需的芯片数为 （128/64）×（8/1）=16 （片） ②地址线的分配 寻址（217=128K）个内存单元至少需要17位
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⒋应用举例 ⑴ 8位存储器接口 （用于8088、80188的8位数据总线） 例1：用UVEPROM 2764和SRAM 6264组成8088的内存储器
要求形成16KB ROM和16KB RAM。 解：①分析
∵ UVEPROM 2764和SRAM 6264 都是8K×8的存储器； 而系统存储器都是16KB=16K×8。 ∴ ROM和RAM都只需要进行字数扩展，各需要 16K/8K×8/8=2 （片）
隔时间（MTBF）约为5×l06～l×108小时左右。
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第6章 半导体存储器及接口
⑸集成度 每片存储器芯片上集成的基本存储单元的个数。 常用存储器芯片有：
1K位/片， 如：Intel 2115A (1K×1); 16K位/片，如：MCM2167H35L(16K×1); 64K位/片，如： MCM62L67-35L(64K×1); 256K位/片，如： MCM6205NJ17(32K×8);
所以该6264芯片的地址范围为3E000H～3FFFFH
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第6章 半导体存储器及接口
§6.3 SRAM、ROM与CPU的连接方法 ⒈要解决的技术问题 ⑴ SRAM、ROM的速度要满足CPU的读/写要求； ⑵ SRAM、ROM的字数和字长要与系统要求一致； ⑶ 所构成的系统存储器要满足CPU自启动和正常运行条件。 ⒉存储器扩展技术
有256K个单元，每个单元存储1位二进制数据。 ⑵最大存取时间
内存储器从接收寻找存储单元的地址码开始， 到它取出或存入数码为止所需要的最长时间。
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第6章 半导体存储器及接口
⑶功耗 包括“维持功耗”和“操作功耗”两种。
⑷可靠性 一般指存储器对电磁场及温度等变化的抗干
扰能力。通常用“平均无故障时间”来表示。 目前所用的半导体存储器芯片的平均故障间
性编程，重复读出。 熔断丝型PROM是以
熔丝的接通或断开来 表示存储信息是“1/0”。 例如：
熔断丝型8×4ROM
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