10级微讲义机原理8_ 内存储器及其接口ok
微型计算机原理及其应用第五章存储器及其接口
RAM
ROM
SRAM
DRAM
掩膜ROM
PROM
EPROM
EEPROM
Flash ROM
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只读存储器(Read Only Memory,ROM)：内容只可读出不可写入，最大优点是所存信息可长期保存，断电时，ROM中的信息不会消失。主要用于存放固定的程序和数据，通常用它存放引导装入程序。
在出厂前由芯片厂家将程序写到rom里，以后永远不能修改。 如图是一个简单的4×4位的MOS ROM存储阵列，两位地址输入，经译码后，输出四条字选择线，每条字选择线选中一个字，此时位线的输出即为这个字的每一位。此时，若有管子与其相连（如位线1和位线4），则相应的MOS管就导通，输出低电平，表示逻辑“0”；否则（如位线2和位线3）输出高电平，表示逻辑“1”。(0110、0101、1010、0000)
概述 只读存储器ROM 随机存储器RAM 存储器芯片的扩展及其与系统总线的连接 典型的半导体芯片举例
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第五章：存储器及其接口——存储器芯片的扩展与连接
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存储器的系统结构 一般情况下，一个存储器系统由以下几部分组成。 基本存储单元：一个基本存储单元可以存放一位二进制信息，其内部具有两个稳定的且相互对立的状态，并能够在外部对其状态进行识别和改变。不同类型的基本存储单元，决定了由其所组成的存储器件的类型不同。 存储体：一个基本存储单元只能保存一位二进制信息，若要存放M×N个二进制信息，就需要用M×N个基本存储单元，它们按一定的规则排列起来，由这些基本存储单元所构成的阵列称为存储体或存储矩阵。 地址译码器：由于存储器系统是由许多存储单元构成的，每个存储单元一般存放8位二进制信息，为了加以区分，我们必须首先为这些存储单元编号，即分配给这些存储单元不同的地址。地址译码器的作用就是用来接受CPU送来的地址信号并对它进行译码，选择与此地址码相对应的存储单元，以便对该单元进行读/写操作。存储器地址译码有两种方式，通常称为单译码与双译码。 单译码：单译码方式又称字结构，适用于小容量存储器。 双译码：双译码结构中，将地址译码器分成两部分，即行译码器(又叫X译码器)和列译码器(又叫Y译码器)。X译码器输出行地址选择信号，Y译码器输出列地址选择信号，行列选择线交叉处即为所选中的单元。
内存储器及其接口
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n=20 可寻址的单元数为1024K个（220）--1M n=21 可寻址的单元数为2048K个（221） --2M n=22 可寻址的单元数为4096K个（222） --4M n=23 可寻址的单元数为8192K个（223） --8M n=24 可寻址的单元数为16384K个（224） --16M n=25 可寻址的单元数为32768K个（225） --32M n=26 可寻址的单元数为65536K个（226） --64M n=17 可寻址的单元数为（227） --128M n=28 可寻址的单元数为（228） --256M n=29 可寻址的单元数为（229） --512M 换算单位：1KB=1024B 1MB=1024KB 1GB=1024MB 1TB=1024GB
12
2.存储速度
可以用两个时间参数表示：
一个是“存取时间”（Access Time）TA:
定义为从启动一次存储器操作，到完成该操作所经历 的时间； 对8086， TA ＜ T2+T3 另一个是“存储周期”（Memory Cycle）TMC:
定义为启动两次独立的存储器操作之间所需的最小时
间间隔；
TMC= TA + 恢复时间
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读写存储器RAM
组成单元 触发器 极间电容 速度 集成度 快 低 慢 高 应用 小容量系统 大容量系统
存储器的单元数：取决于地址线的位数n，单元数=2n
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n=10 n=11 n=12 n=13 n=14 n=15 n=16 n=17 n=18 n=19
可寻址的单元数为1024个（210）--1K 可寻址的单元数为2048个（211） --2K 可寻址的单元数为4096个（212） --4K 可寻址的单元数为8192个（213） --8K 可寻址的单元数为16384个（214） --16K 可寻址的单元数为32768个（215） --32K 可寻址的单元数为65536个（216） --64K 可寻址的单元数为（217） --128K 可寻址的单元数为（218） --256K 可寻址的单元数为（219） --512K
微型计算机原理与接口技术
微型计算机原理与接口技术微型计算机是指体积小巧、功能强大的个人电脑，其核心是中央处理器（CPU），由于CPU的发展，微型计算机呈现出体积越来越小、性能越来越强的特点。
而为了实现各种功能的扩展与接口的连接，需要接口技术的支持。
本文将介绍微型计算机的原理及接口技术。
一、微型计算机原理1.中央处理器（CPU）中央处理器是微型计算机的核心，它负责执行计算机的各种指令和数据处理操作。
CPU由控制器和算术逻辑单元组成。
控制器负责指令的译码、控制和时序等工作，算术逻辑单元负责执行各种算术和逻辑操作。
2.存储器存储器是用来存储数据和指令的地方，通常分为内存和外存两种。
内存是计算机的主要数据存储设备，它可以读取和写入数据，速度快。
外存用来存储大量的数据，速度较慢。
3.输入输出设备输入输出设备包括键盘、鼠标、显示器、打印机等，它们用于输入和输出数据。
键盘和鼠标用于输入数据，显示器和打印机用于输出数据。
输入输出设备通过接口与计算机连接，实现数据传输。
二、接口技术接口技术是用来连接各种设备与微型计算机之间的数据传输通道，下面介绍几种常见的接口技术。
B接口USB（Universal Serial Bus，通用串行总线）接口是目前最常用的接口技术之一，它具有传输速度快、可插拔、接口数量多等特点，广泛应用于计算机和外围设备之间的数据传输。
2.网络接口网络接口是用来连接计算机与局域网或互联网之间的数据传输通道，常见的网络接口有以太网接口、无线网卡接口等。
网络接口可以实现计算机之间的数据共享和通信。
3.显示接口显示接口是用来连接计算机与显示器之间的数据传输通道，常见的显示接口有VGA接口、HDMI接口等。
显示接口的不同会影响到计算机与显示器之间的图像传输质量。
4.扩展接口扩展接口是用来连接计算机与其他设备之间的数据传输通道，常见的扩展接口有音频接口、视频接口、串口接口等。
扩展接口可以实现计算机与各种设备之间的功能扩展和数据传输。
微机原理与嵌入式接口技术存储器及其扩展
存储器及其扩展
存储器：用于存储数 据和程序的硬件设备
分类：按存储介质可 分为半导体存储器和
磁存储器
半导体存储器：基于 半导体器件的存储器，
如RAM、ROM等
磁存储器：基于磁性 材料的存储器，如硬
盘、磁带等
按存取方式可分为随 机存取存储器（RAM）
和顺序存取存储器 （SAM）
按存储容量可分为大 容量存储器和小容量
存储器扩展软件： 如内存管理软件， 用于管理存储器的 分配和使用
存储器类型： RAM、ROM、
Flash等
存储器管理： 内存分配、内 存回收、内存
保护等
存储器扩展： 使用外部存储 用率、减少存 储器访问时间
等
微机接口技术
01
02
微机接口：微处理器与外部设备之间的 连接和通信技术
制等方面。
定义：嵌入式系统是一种专用计算 机系统，它以应用为中心，以计算 机技术为基础，软硬件可裁剪，适 用于各种应用场合。
嵌入式系统的核心是嵌入式处理器， 它包括微处理器、微控制器、数字 信号处理器等。
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特点：嵌入式系统具有实时性、可 靠性、低功耗、小型化、智能化等 特点，广泛应用于工业控制、医疗 设备、汽车电子、航空航天等领域。
存储器
按存储结构可分为线 性存储器和非线性存
储器
按存储速度可分为高 速存储器和低速存储
器
存储器的基本 结构：由存储 单元、地址译 码器、数据输 入输出电路等
组成
存储器的读写 原理：通过地 址译码器将地 址信号转换为 存储单元的选 通信号，然后 对存储单元进
行读写操作
存储器的扩展 方法：通过增 加存储单元的 数量、提高存 储单元的密度 等方式进行扩
《微型计算机原理与接口技术》课件——存储器及其接口
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-索国瑞suogr@存储器❑存储器概述❑随机存取存储器❑只读存储器❑半导体存储器与CPU的连接❑微机内存储器组织1 存储器概述❑存储器概述❑半导体存储器的分类❑半导体存储芯片的一般结构❑半导体存储器的主要技术指标1.1 存储器概述存储器概述1.二级存储体系存储器由内存储器和外存储器组成。
内存储器在主机内部，通过CPU系统总线直接与CPU 相连，主要用来存放当前机器运行的程序和数据。
也是CPU可以在指令中，或者说通过机器指令可以直接访问的存储器。
外存储器通过I/O接口与CPU相连，主要用来存放机器暂不用的程序和数据。
根据需要，可以随时调用。
也是CPU不能在指令中直接访问的存储器。
主存和辅存所构成的二级存储体系形成了计算机的存储器系统：内存能即时为CPU提供存放信息的空间，而外存则提供了存放大量的计算机后备数据的存储空间。
2.三级存储体系由高速缓冲存储器(Cache)、内存、外存组成的三级存储体系在存储器系统的整体性能上得到了更好的体现。
也有人将CPU内的寄存器和海量存储器加入后称为5级存储体系存储器分类按存储器在计算机系统中的地位，可分为内存储器和外存储器。
按存储特性，可分为易失性存储器和非易失性存储器； 按寻址特征，可分为随机访问存储器、顺序访问存储器和直接访问存储器。
按存储介质和存储器的工作原理，则可分为半导体存储器、磁介质存储器和光碟存储器。
按制造工艺分1、双极性（TTL：Transister-Transister Logic）:速度快，集成度低，功耗大，价格高，作Cache2、MOS ( Motel－Oxide-Semiconductor )型：特点与TTL相反。
内存储器接口演示PPT
6.1.4
二、动态存储器 1. DRAM的存储元 单管动态存储元电路如图6.3所示。 2. DRAM的外部特性 图6.4所示为2164A的引脚图，其引脚功能如下： A0～A7：地址输入线。DRAM芯片在构造上的特点是 芯片上的地址引脚是复用的。两次送到芯片上去的地址分 别称为行地址和列地址。在相应的锁存信号控制下，它们 被锁存到芯片内部的行地址锁存器和列地址锁存器中。 DIN和DOUT：芯片的数据输入、输出线。 RAS：行地址锁存信号。 CAS：列地址锁存信号。 WE：写允许信号。当它为低电平时，允许将数据写入。 反之，当WE=l时，可以从芯片读出数据。
存储系统分为两个存储体，如图6.19所示。 对于16位的CPU为此也都设置了用于存储体选择的两个 控制 信号和。表6.3描述了这两个引脚和所选择的存储体。 在Intel系列的CPU通过产生独立的写信号来选择每个存 储体的写操作，如图6.20所示。
图6.21描述了一个8086存储系统的连接图。
•23
6.4.2 32位机的存储系统
•13
0111 101
该片6264的地址范围为：
0111 1010 0000 0000 0000=3E000H
到
0011 1111 1111 1111 1111=3FFFFH
若将图6.9中的“与非”门改为“或”门，如图6.10所 示，则6264的地址范围就变成84000H～85FFFH。
二、部分地址译码方式
在构成一个实际的存储器时，往往需要同时进行位扩 展和字扩展才能满足存储容量的需求。扩展时需要的芯片 数量可以这样计算：要构成一个容量为MN位的存储器， 若使用pk位的芯片（p<M,k<N），则构成这个存储器需 要(M/p）(N/k)个这样的存储器芯片。 例6-1 用Intel 2164构成容量为128KB的内存。 分析：由于2164是64K×1的芯片，所以首先要进行位扩 展。用8片2164组成64KB的内存模块，然后再用两组这样 的模块进行字扩展。所需的芯片数为（128/64）×（8/1） =16片。 连接示意图如图6.18所示。
微机原理与接口技术课件：10存储器与存储扩展
（2）分散刷新方式
（3）异步刷新方式
微机原理与接口技术
勤读力耕 立己达人
3.2 动态读写存储器（DRAM）
3. DRAM芯片举例
目前常用的有4164（64K×1Bit）、41256（256K×1Bit）、 41464（64K×4Bit）和414256（256K×4Bit）等类型。 （1）DRAM 4164的存储芯片结构
读Байду номын сангаас线
预充T4
T3 T1 T2
字选线
数据线 Cg CD T1 CD
写选线
写 数 据 线
Cg
读数据线 1 数 据 读 输 控 出 制
控 制 刷 新
（a）三管动态RAM存储单元
（b）单管动态RAM存储单元
02:23
微机原理与接口技术
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3.2 动态读写存储器（DRAM）
1. 动态读写原理
1
T1
0
T2
B T6
特点:集成度低，功 耗较大。 速度快，稳定； 无刷新电路。
T7 (I/O)数据线 Y行地址选择线
T8 (I/O)数据线
静态存储电路内部结构图
02:23
微机原理与接口技术
勤读力耕 立己达人
3.1 静态存储器
1. 型号介绍
SRAM的不同规格，如2101（256×4位）、2102（1K×1位）、 2114（1K×4位）、4118（1K×8位）、6116（2K×8位）。 现在常用型号：6264（8K×8位）和 62256（32K×8位）等。
A0 8 位 地 址 锁 存 器 A7 128╳128 矩阵 128个读出 放大器 1/2列译码 128个读出 放大器 128╳128 矩阵 行译码 行译码 128╳128 矩阵 128个读出 放大器 1/2列译码 128个读出 放大器 128╳128 矩阵 4取1 I/O 控制 门 输 出 缓 冲 器
微机原理与接口技术：10存储器与存储扩展PPT课件
ARM Cortex-M微控制器与外部存储 器的连接，采用间接连接方式，通过 MMU进行地址映射和数据传输，实现 多任务处理和内存管理。
05 存储器的应用与发展趋势
嵌入式系统中的存储器应用
1
嵌入式系统中的存储器主要用于存储程序代码、 数据以及运行过程中产生的临时数据。
2
嵌入式系统中的存储器需要具备高速、低功耗、 可靠性和稳定性等特点，以满足实时性和可靠性 的要求。
03
大容量存储技术可以采用分布 式存储、云存储等技术，实现 数据的集中管理和高效利用。
非易失性存储器的应用前景
非易失性存储器能够在掉电或 重启后保持数据不丢失，因此
具有广泛的应用前景。
非易失性存储器可以用于保 存程序代码、配置参数、加 密密钥等重要数据，保证系
统的可靠性和安全性。
非易失性存储器的发展趋势是 不断缩小体积、提高容量和降 低成本，未来有望成为主流的
03 存储器的扩展技术
存储器扩展概述
存储器扩展的概念
01
当微机的内存不足时，可以通过扩展存储器来增加内存容量。
存储器扩展的必要性
02
随着应用程序和操作系统的日益复杂，对内存的需求也在不断
增加，因此扩展存储器是必要的。
存储器扩展的方法
03
可以通过并行扩展和串行扩展两种方法来扩展存储器。
并行扩展技术
只读存储器（ROM）
总结词
ROM是一种非易失性存储器，其数据在制造过程中被写入并永久保存。
详细描述
ROM的存储单元由熔丝、二极管或晶体管等非易失性元件组成。在制造过程中，数据被写入ROM并永久保存， 无法更改。ROM常用于存储固定程序和数据，如计算机的基本输入输出系统（BIOS）。