第3章存储器原理和接口
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微型计算机原理和接口技术第三章课后答案
微型计算机原理和接口技术第三章课后答案本文回答了微型计算机原理和接口技术第三章的课后题目，涵盖了数字逻辑电路、组合逻辑电路、时序逻辑电路和存储器等内容。
1. 数字逻辑电路1.1. 逻辑电路和数字逻辑电路的基本概念逻辑电路是由逻辑门（与门、或门、非门等）和触发器等基本逻辑元件组合而成的电路。
数字逻辑电路是逻辑电路在数字系统中的应用，主要用于实现数字信号的逻辑运算和信号的转换等功能。
1.2. 数字逻辑门电路的组合和简化数字逻辑电路中常见的逻辑门有与门（AND）、或门（OR）、非门（NOT）等。
这些逻辑门可以通过组合和简化来构造更复杂的逻辑电路，例如与非门（NAND）、或非门（NOR）等。
1.3. 数字逻辑电路的时序特性数字逻辑电路的时序特性主要包括延迟时间、上升时间和下降时间等。
延迟时间表示信号经过电路的传播所需的时间，上升时间和下降时间表示信号从一个逻辑状态到另一个逻辑状态所需的时间。
2. 组合逻辑电路2.1. 组合逻辑电路的定义和特点组合逻辑电路是由多个逻辑门组合而成的电路，输入信号直接决定输出信号，不涉及时钟信号和状态存储。
2.2. 组合逻辑电路的设计方法组合逻辑电路的设计方法主要有真值表法、卡诺图法和特征方程法。
真值表法通过列出输入输出的真值表来进行设计，卡诺图法通过画出卡诺图进行化简，特征方程法通过建立逻辑方程进行设计。
2.3. 组合逻辑电路的应用组合逻辑电路广泛应用于数字系统中，包括逻辑运算、数据选择、数据的编码和解码等功能。
3. 时序逻辑电路3.1. 时序逻辑电路的定义和特点时序逻辑电路是由触发器和组合逻辑电路组合而成的电路，通过时钟信号来控制触发器的状态转换。
时序逻辑电路具有状态存储的功能，可以实现存储和记忆功能。
3.2. 触发器和时序逻辑电路的设计方法触发器是时序逻辑电路的基本组件，常见的触发器包括SR 触发器、D触发器和JK触发器等。
时序逻辑电路的设计方法主要是通过状态转换图、状态转移表和重建方程等方法进行设计。
第3章 存储设备
音圈/主轴控制芯片 主控芯片
桥接芯片
晶振
ROM芯片
缓存Байду номын сангаас片
硬盘
硬盘的内部结构
硬盘盘体内部由固定面板、前置控制电路、磁头组件、盘片、主轴、电机、 接口及其他附件组成。
外壳
磁盘盘片 紧固螺孔 主轴 读写磁头 传动手臂
电机磁头驱动小车
前置控制电路
转动轴
硬盘
硬盘的结构
前置控制电路
电磁线圈电机 磁头驱动小车
数据保护与震动保护技术
自动检测并分析硬盘的运转状况，及时修正硬盘发生的问题，提供最高级 别的数据完整性和可靠度保护。 在意外碰撞发生时，尽可能避免磁头和磁盘表面发生撞击，有效地提高硬 盘的抗震性能，减少由此引起的磁盘表面损坏。
MTBF(连续无故障时间)
指硬盘从开始运行到出现故障的最长时间，单位是小时。
永磁体
电磁线圈
读写磁头
传动臂
转动轴
磁头
磁头驱 动机构
盘片和主轴组件
盘片
主轴组件
硬盘
硬盘的逻辑结构
硬盘的术语中有磁头、磁道、扇区、交叉因子等概念，这些都是逻辑的 概念，是为了方便对磁盘上数据的读写而进行的虚拟化操作的称谓。
扇区 磁道
柱面
磁道和扇区
柱面
硬盘
硬盘的接口技术
USB、1394
IDE
硬盘
硬盘的性能参数
平均访问时间（Average Access Time）
又称平均存取时间，包括平均寻道时间、平均潜伏时间与相关的内务操作 时间平均访问时间≈平均寻道时间+平均潜伏时间。
数据传输率（Data Transfer Rate）
包括内部数据传输率和外部数据传输率。
桥接芯片
晶振
ROM芯片
缓存Байду номын сангаас片
硬盘
硬盘的内部结构
硬盘盘体内部由固定面板、前置控制电路、磁头组件、盘片、主轴、电机、 接口及其他附件组成。
外壳
磁盘盘片 紧固螺孔 主轴 读写磁头 传动手臂
电机磁头驱动小车
前置控制电路
转动轴
硬盘
硬盘的结构
前置控制电路
电磁线圈电机 磁头驱动小车
数据保护与震动保护技术
自动检测并分析硬盘的运转状况，及时修正硬盘发生的问题，提供最高级 别的数据完整性和可靠度保护。 在意外碰撞发生时，尽可能避免磁头和磁盘表面发生撞击，有效地提高硬 盘的抗震性能，减少由此引起的磁盘表面损坏。
MTBF(连续无故障时间)
指硬盘从开始运行到出现故障的最长时间，单位是小时。
永磁体
电磁线圈
读写磁头
传动臂
转动轴
磁头
磁头驱 动机构
盘片和主轴组件
盘片
主轴组件
硬盘
硬盘的逻辑结构
硬盘的术语中有磁头、磁道、扇区、交叉因子等概念，这些都是逻辑的 概念，是为了方便对磁盘上数据的读写而进行的虚拟化操作的称谓。
扇区 磁道
柱面
磁道和扇区
柱面
硬盘
硬盘的接口技术
USB、1394
IDE
硬盘
硬盘的性能参数
平均访问时间（Average Access Time）
又称平均存取时间，包括平均寻道时间、平均潜伏时间与相关的内务操作 时间平均访问时间≈平均寻道时间+平均潜伏时间。
数据传输率（Data Transfer Rate）
包括内部数据传输率和外部数据传输率。
《计算机组成原理》第三章课后题参考答案
（2）ROM 和 RAM 与 CPU 连接图：
8． 存储器容量为 64M，字长 64 位，模块数 m = 8，分别用顺序方式和交叉方 式进行组织。存储周期 T = 100ns,数据总线宽度为 64 位，总线周期 τ= 50ns。 若连续读出 8 个字，问顺序存储器和交叉存储器的带宽各是多少？
解：信息总量：q=64 位×8=512 位 顺序存储器和交叉存储器读出 8 个字的时间分别是：
则平均访问时间为 ta
ta＝h×tc +(1-h) ×tm =0.968×40＋(1-0.968) ×240＝46.4(ns)
cache/主存系统的效率为 e
e＝tc/ta=40/46.4＝86.2％
10．已知 cache 存储周期 40ns，主存存储周期 200ns，cache/主存系统平均访 问时间为 50ns，求 cache 的命中率是多少？
t2=mT=8×100ns=8×10 (s)
t1=T+ (7-1)* max{ ,T / m} =100+7×50= 4.5×10 (s)
顺序存储器带宽是： W2= q/t2=512÷（8×10 ）=64×10 （位/S） 交叉存储器带宽是： W1=q/t1=512÷（4.5×10 ）=113.8×10 （位/S）
（2）此存储体组成框图
(3)如果选择一个行地址进行刷新，刷新地址为 A0-A8，因此这一行上的 256×8 个存储元同时进行刷新，即在 8ms 内进行 512 个周期。在 8ms 中进行 512 次刷新 操作，按分散刷新方式 8ms/512 = 15.5us 刷新一次。
5. 要求用 256K×16 位 SRAM 芯片设计 1024K×32 位的存储器。SRAM 芯片有两个
第三章 存储系统02(blue )
小
重点:结来自 理解SRAM、DRAM的存储原理 SRAM芯片内部结构及其扩展 DRAM控制器的作用 DRAM的刷新方法 高性能存储器的构成特点及其访问原理
举例
地址译码方式
B:双地址译码(续) 举例: 1K X 1位 RAM采用双译码结构,则 可以将1K X 1 RAM 的10条地址线中的5 条（A0~A4）用在横向，5条（A5~A9） 用在纵向，则字选信号线线的条数共为： 32+32=64条(相比1024条减少了很多) 双译码结构见下图
地址译码方式
3.3 DRAM存储器
工作原理 和学生一起分析P71图3.6。
3.3 DRAM存储器
DRAM存储芯片逻辑结构 DRAM存储器芯片的结构与SRAM存 储器芯片相似，由存储体与外围电路构成。 但由于要进行刷新，所以外围电路更复杂。 主要增加行地址与列地址锁存器、增加了 刷新计数器及相应的控制电路。
刷新方式（续） 异步刷新：将刷新周期按存储器行数 等分，每一等分内刷新一行。 优点：集成了以上两种方式的优点， 减少了死时间率，同时刷新时间占总时 间的比率较小。
3.3 DRAM存储器
地址多路开关:提供刷新或读写地址， 由多路开关进行选择。 刷新定时器:定时电路用来提供刷新请 求。 刷新地址计数器: 只用RAS信号的刷新 操作，需要提供刷新地址计数器。
具体芯片举例见书本Ｐ72图3.7
3.3 DRAM存储器
读写与DRAM的刷新 两个概念: 刷新：由于漏电使电容上的电荷衰减， DRAM需要定期地重新进行存储，这个过 程称为刷新。 刷新周期：从上一次对整个存储器刷新结束 到下一次对整个存储器全部刷新一遍为止， 这一段时间间隔叫刷新周期。
3.3 DRAM存储器
存储器的工作原理
存储器的工作原理
存储器的工作原理是通过电子元件来存储和检索数据。
具体来说，存储器由许多存储单元组成，每个单元可以存储一个二进制位（0或1）。
存储器根据地址线来识别和访问不同的存储
单元。
当计算机需要存储数据时，它将数据转换为二进制形式，并通过数据线将数据写入到存储单元中。
同时，计算机发送一个地址信号通过地址线，将数据写入到指定的存储单元中。
数据的写入过程是通过电荷在存储单元中的堆积和释放来实现的。
当计算机需要检索存储器中的数据时，它通过地址线发送一个地址信号来指定要访问的存储单元。
存储单元中的数据通过数据线返回给计算机。
数据的读取是通过从存储单元中读取电荷的状态来实现的。
存储器可以分为随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）两种类型。
在RAM中，数据可以随时读取和写入，而在ROM中，数据只能被读取。
在RAM中，数据是临时存
储的，当计算机断电时，数据会丢失。
而在ROM中，数据是
永久存储的，即使计算机断电，数据也会被保留。
总之，存储器是计算机中重要的组成部分，它负责存储和检索数据，并通过电子元件完成这些操作。
第3章_AT89S52存储器结构
哈佛结构
2 <
AT89S52存储器配置
AT89S52单片机的存储器从物理上分为片内程序存储器、 片外程序存储器、片内数据存储器和片外数据存储器。 从逻辑上看，上述四个存储空间，归为如下三点，即： 片内片外统一编址的64K的程序存储器 (也就是说逻辑 上只有一个程序存储器地址空间) AT89S52的片内程序存储器有8K字节，它和片外程 序存储器一起用来存放程序和固定的数据。 256字节的片内数据存储器空间 片内数据存储器比较小，用来存放数据和变量。数据 存储器的速度比程序存储器快。 64K的片外数据存储器 外部RAM、外设端口统一编址（0000--FFFFH）。
标准8051的SFR(续)
25 <
总结位地址空间
总范围256 bits: 00-FFH
其中 00-7FH: 对应RAM中20H-2FH单元的每一位 80-FFH: 对应SFR中可位寻址单元的每一位， 这些可位寻址单元地址为x0H或x8H.
26 <
与CPU相关的特殊功能寄存器
27 <
与定时器/计数器相关的特殊功能寄存器
2、位寻址区
15 <
3、普通RAM区
地址30H以上的RAM没有其他功能，
是普通RAM；
80H~FFH的RAM只有52系列才有，
这段RAM只能用间接寻址方式访问；
00~7FH均可以作为普通RAM使用，
既可以用直接寻址方式访问，也可以用 间接寻址方式访问；
可 见 ， 直 接 寻 址 方 式 可 以 访 问
0000H：初始化程序入口。CPU在复位后，总是从0单元开
始执行程序，所以，此处一般设置一条无条件转移指令
第3章 EMIF
BA[1:0]引脚或者给出半字和字节选 择信号，或者给出EM_A[23:22]的 信号，这取决于异步1 配置寄存器 (A1CR)中数据总线宽度的配置。
3.3.5 异步控制器和接口
1. 异步存储器接口
a) EMIF与8位存储器的接口
b) EMIF与16位存储器的接口
c) EMIF与32位存储器的接口
第三章 外部存储器接口(EMIF)
3.1 概述
外部存储器接口的用途
为DSP芯片与众多外部设备之间提供一种连接方式，EMIF 最常见的用途就是同时连接FLASH和SDRAM。
EMIF性能优良，跟外部SDRAM和异步器件连接时，具有 很大的方便性和灵活性。根据DSP器件的不同，EMIF数据 总线可以是32位或16位的。
列地址位数为8. 9或10 行地址位数根据DSP器件不同可以变化：
– –对于有12位EMIF地址引脚的DSP：11或12位行地址位
– –对于有13位EMIF地址引脚的DSP：11. 12或13位行地址位 内部存储区数为1. 2或4
EMIF与2Mx16x4 SDRAM的连接图
EMIF与2Mx32x4 SDRAM的连接图
3.2 EMIF寄存器
偏移量 04h 缩写 AWCCR 说明 异步等待周期配置寄存器
08h
0Ch 10h 20h 3Ch 40h 48h
SDCR
SDRCR A1CR SDTIMR SDSRETR EIRR EIMSR
SDRAM配置寄存器
SDRAM刷新控制寄存器 异步1配置寄存器 SDRAM时序寄存器 SDRAM自刷新退出时序寄存器 EMIF中断寄存器44h EIMREMIF中断屏蔽寄存器 EMIF中断屏蔽设置寄存器
NAND flash和NOR flash的对比
3.3.5 异步控制器和接口
1. 异步存储器接口
a) EMIF与8位存储器的接口
b) EMIF与16位存储器的接口
c) EMIF与32位存储器的接口
第三章 外部存储器接口(EMIF)
3.1 概述
外部存储器接口的用途
为DSP芯片与众多外部设备之间提供一种连接方式，EMIF 最常见的用途就是同时连接FLASH和SDRAM。
EMIF性能优良，跟外部SDRAM和异步器件连接时，具有 很大的方便性和灵活性。根据DSP器件的不同，EMIF数据 总线可以是32位或16位的。
列地址位数为8. 9或10 行地址位数根据DSP器件不同可以变化：
– –对于有12位EMIF地址引脚的DSP：11或12位行地址位
– –对于有13位EMIF地址引脚的DSP：11. 12或13位行地址位 内部存储区数为1. 2或4
EMIF与2Mx16x4 SDRAM的连接图
EMIF与2Mx32x4 SDRAM的连接图
3.2 EMIF寄存器
偏移量 04h 缩写 AWCCR 说明 异步等待周期配置寄存器
08h
0Ch 10h 20h 3Ch 40h 48h
SDCR
SDRCR A1CR SDTIMR SDSRETR EIRR EIMSR
SDRAM配置寄存器
SDRAM刷新控制寄存器 异步1配置寄存器 SDRAM时序寄存器 SDRAM自刷新退出时序寄存器 EMIF中断寄存器44h EIMREMIF中断屏蔽寄存器 EMIF中断屏蔽设置寄存器
NAND flash和NOR flash的对比
STM8S系列单片机原理与应用(潘永雄)第1-5章章 (3)
第3章 存储器系统及访问
第3章 存储器系统及访问
3.1 存储器结构 3.2 存储器读写保护与控制寄存器 3.3 Flash ROM存储器IAP编程
第3章 存储器系统及访问
3.1 存储器结构
在STM8S系统内，RAM存储区、EEPROM存储区、引 导ROM存储区、Flash ROM存储区，以及与外设有关的 寄存器(包括外设控制寄存器、状态寄存器、数据寄存器) 均统一安排在16 MB线性地址空间内，即内部地址总线为 24位，如图3-1所示。这样，无论是RAM、EEPROM、 Flash ROM，还是外设寄存器，其读、写指令的格式与操 作数的寻址方式等完全相同。
NAFR6 NAFR5 NAFR4 NAFR3 NAFR2 NAFR1 NAFR0 FFH
Reserved Reserved Reserved Reserved
LSI IWDG WWDG WWDG
00H
_EN
_HW
_HW _HALT
NLSI NIWDG NWWDG NWWDG
FFH
_EN
_HW
_HW _HALT
鉴于UBC存储区具有二级保护功能，可将中断向量 表、无须修改的程序代码及数表划入UBC区，而将需要 通过IAP编程方式改写的代码、数据放在主存储区内。
第3章 存储器系统及访问
2. 主存储区 UBC存储区外的Flash ROM存储区称为主程序区。如果 没有定义UBC，则主程序区起始地址为008080H单元，即中 断入口地址表外的所有Flash ROM单元均属于主程序区。如 果定义了UBC存储区，则UBC存储区之上的所有Flash ROM 单元属于主程序区。
LDW X, 0100H ; 将0100H单元内容送XH寄存器，将 0101H单元内容送XL寄存器—对齐
第3章 存储器系统及访问
3.1 存储器结构 3.2 存储器读写保护与控制寄存器 3.3 Flash ROM存储器IAP编程
第3章 存储器系统及访问
3.1 存储器结构
在STM8S系统内，RAM存储区、EEPROM存储区、引 导ROM存储区、Flash ROM存储区，以及与外设有关的 寄存器(包括外设控制寄存器、状态寄存器、数据寄存器) 均统一安排在16 MB线性地址空间内，即内部地址总线为 24位，如图3-1所示。这样，无论是RAM、EEPROM、 Flash ROM，还是外设寄存器，其读、写指令的格式与操 作数的寻址方式等完全相同。
NAFR6 NAFR5 NAFR4 NAFR3 NAFR2 NAFR1 NAFR0 FFH
Reserved Reserved Reserved Reserved
LSI IWDG WWDG WWDG
00H
_EN
_HW
_HW _HALT
NLSI NIWDG NWWDG NWWDG
FFH
_EN
_HW
_HW _HALT
鉴于UBC存储区具有二级保护功能，可将中断向量 表、无须修改的程序代码及数表划入UBC区，而将需要 通过IAP编程方式改写的代码、数据放在主存储区内。
第3章 存储器系统及访问
2. 主存储区 UBC存储区外的Flash ROM存储区称为主程序区。如果 没有定义UBC，则主程序区起始地址为008080H单元，即中 断入口地址表外的所有Flash ROM单元均属于主程序区。如 果定义了UBC存储区，则UBC存储区之上的所有Flash ROM 单元属于主程序区。
LDW X, 0100H ; 将0100H单元内容送XH寄存器，将 0101H单元内容送XL寄存器—对齐
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内存在计算机系统中的地位 计算机通过执行程序控制其运行 程序存储在内存中
第3章存储器原理和接口
第3章 存储器原理与接口
存储器基础知识 存储器接口技术 微型机系统中存储器的体系结构
第3章存储器原理和接口
一、存 储 器 基 础 知 识
存储器的分类 选择存储器件的考虑因素（性能指标） 随机存取存储器RAM 只读存储器ROM.
第3章存储器原理和接口
存储器的分类 按用途和特点分类 按存储器存取方式分类 按构成存储器的器件和存储介质分类
第3章存储器原理和接口
按用途和特点分类
外部存储器（辅助存储器，外存， External Memory）
用来存放不经常使用的程序和数据， CPU不 能直接访问它。属计算机的外部设备,是为弥补内 存容量的不足而配置的，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。需要配置专门的驱动设备才能完成对它的访 问，如硬盘、软盘驱第动3章器存储等器原。理和接口
SRAM芯片6264 NC 1
存储容量为8K×8 28个引脚：
13根地址线A12～A0 8根数据线D7～D0 片选CS1*、CS2 读写WE*、OE*
功能
A12 2 A7 3 A6 4 A5 5 A4 6 A3 7 A2 8 A1 9 A0 10 D0 11 D1 12 D2 13 GND 14
常见的典型SRAM芯片有Intel的“61”系列和 “62”系列：例如常用的有6116、6216、6164、6264、 62256等。
该系列芯片的容量为XK×8位，例如6116的容
量为2K×8位，它的地址线有11根，数据线有8根，
控制线有3条，片选信号CS、输出允许信号OE和读
写控制信号WE。
第3章存储器原理和接口
电 源
V CC
A n -1
.
.
地
.
.
址
线
V pp
.
.
A0
线
GND
控
OE
D0
.
.
数
制
.
.
据
线
.
.
CS
D7
线
第3章存储器原理和接口
3.2 存储器与CPU的连接
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
第3章存储器原理和接口
按存储器存取方式分类
按存放信息
随机存取存储器RAM
原理不同
(Random Access Memory)
静态 RAM
动态 RAM
又称读写存储器，指能够通过指令随机地、个别地对其中各个单元进行
读/写操作的一类存储器。
掩膜ROM（MROM）
只读存储器ROM
按工艺不同
(Read-Only Memory)
编程PGM*
A6 4 A5 5 A4 6 A3 7 A2 8 A1 9
读写OE*
A0 10
编程电压VPP
D0 11
D1 12
D2 13
功能
GND 14
பைடு நூலகம்
第3章存储器原理和接口
28 Vcc 27 PGM* 26 NC 25 A8 24 A9 23 A11 22 OE* 21 A10 20 CE* 19 D7 18 D6 17 D5 16 D4 15 D3
第3章存储器原理和接口
选择存储器件的考虑因素（性能指标）
存储容量 存取速度 功耗 可靠性 价格
第3章存储器原理和接口
随机存取存储器RAM
SRAM（Static RAM，静态随机存储器） 速度快、容量低、功耗大、价格高
DRAM（Dynamic RAM，动态RAM） 容量高、功耗小、价格低
第3章存储器原理和接口
该系列芯片的容量为XK×8位，例如2732的容 量为4K×8位，它的地址线有12根，数据线有8根， 控制线有3条，片选信号CS、输出允许信号OE。
第3章存储器原理和接口
EPROM芯片2764 Vpp 1
A12 2
存储容量为8K×8
A7 3
28个引脚：
13根地址线A12～A0 8根数据线D7～D0 片选CE*
NVRAM 带微型电池 慢 低 小容量非易失
第3章存储器原理和接口
RAM的分类
SRAM（Static RAM，静态随机存储器） 速度快、容量低、功耗大、价格高
DRAM（Dynamic RAM，动态RAM） 容量高、功耗小、价格低
第3章存储器原理和接口
按构成存储器的器件和存储介质分类
半导体存储器 磁表面存储器 光电存储器
可编程ROM（PROM） 可擦除编程ROM（EPROM） 可电擦除可编程ROM（ E2PROM）
闪烁存储器Flash
在微机系统的在线运行过程中，只能对其进行读操作，而不能进行写
操作的一类存储器。
第3章存储器原理和接口
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
第3章存储器原理和接口
28 +5V 27 WE* 26 CS2 25 A8 24 A9 23 A11 22 OE* 21 A10 20 CS1* 19 D7 18 D6 17 D5 16 D4 15 D3
电 源
V CC
A n -1
.
地
.
.
.
址
线
GND
.
.
A0
线
控
OE
D0
.
.
数
.
.
据
制
WR
.
.
D7
线
线
CS
第3章存储器原理和接口
只读存储器ROM
掩膜ROM（MROM） 可编程ROM（PROM） 可擦除编程ROM（EPROM） 可电擦除可编程ROM（ E2PROM） 闪烁存储器Flash
第3章存储器原理和接口
常见的典型EPROM芯片有Intel的“27”系列： 例如常用的有2716、2732、2764、27256等。
按用途和特点分类
缓冲存储器（缓存，Cache Memory） 位于主存与CPU之间，其存取速度非常快，
但存储容量更小，可用来解决存取速度与存储容 量之间的矛盾，提高整个系统的运行速度。 内部存储器（主存储器，内存，Main Memory）
用来存放计算机正在执行的或经常使用的程序 和数据。CPU可以直接对它进行访问。一般是由半 导体存储器构成，通常装在主板上。存取速度快， 但容量有限，其大小受地址总线位数的限制。
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。
第3章存储器原理和接口
读写存储器RAM
组成单元 速度 集成度
应用
SRAM 触发器 快 低 小容量系统
DRAM 极间电容 慢 高 大容量系统
第3章存储器原理和接口
第3章 存储器原理与接口
存储器基础知识 存储器接口技术 微型机系统中存储器的体系结构
第3章存储器原理和接口
一、存 储 器 基 础 知 识
存储器的分类 选择存储器件的考虑因素（性能指标） 随机存取存储器RAM 只读存储器ROM.
第3章存储器原理和接口
存储器的分类 按用途和特点分类 按存储器存取方式分类 按构成存储器的器件和存储介质分类
第3章存储器原理和接口
按用途和特点分类
外部存储器（辅助存储器，外存， External Memory）
用来存放不经常使用的程序和数据， CPU不 能直接访问它。属计算机的外部设备,是为弥补内 存容量的不足而配置的，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。需要配置专门的驱动设备才能完成对它的访 问，如硬盘、软盘驱第动3章器存储等器原。理和接口
SRAM芯片6264 NC 1
存储容量为8K×8 28个引脚：
13根地址线A12～A0 8根数据线D7～D0 片选CS1*、CS2 读写WE*、OE*
功能
A12 2 A7 3 A6 4 A5 5 A4 6 A3 7 A2 8 A1 9 A0 10 D0 11 D1 12 D2 13 GND 14
常见的典型SRAM芯片有Intel的“61”系列和 “62”系列：例如常用的有6116、6216、6164、6264、 62256等。
该系列芯片的容量为XK×8位，例如6116的容
量为2K×8位，它的地址线有11根，数据线有8根，
控制线有3条，片选信号CS、输出允许信号OE和读
写控制信号WE。
第3章存储器原理和接口
电 源
V CC
A n -1
.
.
地
.
.
址
线
V pp
.
.
A0
线
GND
控
OE
D0
.
.
数
制
.
.
据
线
.
.
CS
D7
线
第3章存储器原理和接口
3.2 存储器与CPU的连接
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
第3章存储器原理和接口
按存储器存取方式分类
按存放信息
随机存取存储器RAM
原理不同
(Random Access Memory)
静态 RAM
动态 RAM
又称读写存储器，指能够通过指令随机地、个别地对其中各个单元进行
读/写操作的一类存储器。
掩膜ROM（MROM）
只读存储器ROM
按工艺不同
(Read-Only Memory)
编程PGM*
A6 4 A5 5 A4 6 A3 7 A2 8 A1 9
读写OE*
A0 10
编程电压VPP
D0 11
D1 12
D2 13
功能
GND 14
பைடு நூலகம்
第3章存储器原理和接口
28 Vcc 27 PGM* 26 NC 25 A8 24 A9 23 A11 22 OE* 21 A10 20 CE* 19 D7 18 D6 17 D5 16 D4 15 D3
第3章存储器原理和接口
选择存储器件的考虑因素（性能指标）
存储容量 存取速度 功耗 可靠性 价格
第3章存储器原理和接口
随机存取存储器RAM
SRAM（Static RAM，静态随机存储器） 速度快、容量低、功耗大、价格高
DRAM（Dynamic RAM，动态RAM） 容量高、功耗小、价格低
第3章存储器原理和接口
该系列芯片的容量为XK×8位，例如2732的容 量为4K×8位，它的地址线有12根，数据线有8根， 控制线有3条，片选信号CS、输出允许信号OE。
第3章存储器原理和接口
EPROM芯片2764 Vpp 1
A12 2
存储容量为8K×8
A7 3
28个引脚：
13根地址线A12～A0 8根数据线D7～D0 片选CE*
NVRAM 带微型电池 慢 低 小容量非易失
第3章存储器原理和接口
RAM的分类
SRAM（Static RAM，静态随机存储器） 速度快、容量低、功耗大、价格高
DRAM（Dynamic RAM，动态RAM） 容量高、功耗小、价格低
第3章存储器原理和接口
按构成存储器的器件和存储介质分类
半导体存储器 磁表面存储器 光电存储器
可编程ROM（PROM） 可擦除编程ROM（EPROM） 可电擦除可编程ROM（ E2PROM）
闪烁存储器Flash
在微机系统的在线运行过程中，只能对其进行读操作，而不能进行写
操作的一类存储器。
第3章存储器原理和接口
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
第3章存储器原理和接口
28 +5V 27 WE* 26 CS2 25 A8 24 A9 23 A11 22 OE* 21 A10 20 CS1* 19 D7 18 D6 17 D5 16 D4 15 D3
电 源
V CC
A n -1
.
地
.
.
.
址
线
GND
.
.
A0
线
控
OE
D0
.
.
数
.
.
据
制
WR
.
.
D7
线
线
CS
第3章存储器原理和接口
只读存储器ROM
掩膜ROM（MROM） 可编程ROM（PROM） 可擦除编程ROM（EPROM） 可电擦除可编程ROM（ E2PROM） 闪烁存储器Flash
第3章存储器原理和接口
常见的典型EPROM芯片有Intel的“27”系列： 例如常用的有2716、2732、2764、27256等。
按用途和特点分类
缓冲存储器（缓存，Cache Memory） 位于主存与CPU之间，其存取速度非常快，
但存储容量更小，可用来解决存取速度与存储容 量之间的矛盾，提高整个系统的运行速度。 内部存储器（主存储器，内存，Main Memory）
用来存放计算机正在执行的或经常使用的程序 和数据。CPU可以直接对它进行访问。一般是由半 导体存储器构成，通常装在主板上。存取速度快， 但容量有限，其大小受地址总线位数的限制。
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。
第3章存储器原理和接口
读写存储器RAM
组成单元 速度 集成度
应用
SRAM 触发器 快 低 小容量系统
DRAM 极间电容 慢 高 大容量系统