微机原理与接口技术 第5章 半导体存储器

《微机原理与接口技术 第5章 半导体存储器》由会员分享，可在线阅读，更多相关《微机原理与接口技术 第5章 半导体存储器（67页珍藏版）》请在文档大全上搜索。

1、西安工业大学微机原理与接口技术微机原理与接口技术任课教师：乔奎贤任课教师：乔奎贤E-mail： 西安工业大学第第5章章 半导体存储器半导体存储器5.1概述概述5.2 随机读写存储器随机读写存储器5.3 只读存储器只读存储器5.4 CPU与存储器连接与存储器连接5.5 内存管理内存管理第第5章章 半导体存储器半导体存储器35.1 概述概述存储器：存储器：将处理问题的程序和所需的数据存储起来，处理时将处理问题的程序和所需的数据存储起来，处理时CPU自动自动而连续地从存储器中取出指令并执行指令规定的操作，中间数据也是而连续地从存储器中取出指令并执行指令规定的操作，中间数据也是利用存储器进行保存利用存

2、储器进行保存内存储器，简称存储器。内存储器，简称存储器。存储体系结构：存储体系结构：寄存器寄存器位于位于CPU中中高速缓存（高速缓存（Cache）由静态由静态RAM芯片构成芯片构成主存主存由半导体存储器由半导体存储器(ROM/RAM)构成构成辅存辅存指磁盘、磁带、磁鼓、光盘等大容量存指磁盘、磁带、磁鼓、光盘等大容量存储器，采用磁、光原理工作储器，采用磁、光原理工作本章介绍半导体存储器及组成主存的方法本章介绍半导体存储器及组成主存的方法CPU(寄存器寄存器)CACHE主存主存(内存内存)辅存辅存(外存外存)第第5章章 半导体存储器半导体存储器45.1 概述概述存储器的分类：存储器的分类：按存储介

3、质分类：按存储介质分类：u半导体存储器：半导体存储器：用半导体元件组成的存储器，通常用作内存用半导体元件组成的存储器，通常用作内存u磁存储器：磁存储器：用磁性材料组成的存储器，通常用作辅存用磁性材料组成的存储器，通常用作辅存主要包括磁盘、磁带、磁芯主要包括磁盘、磁带、磁芯u光存储器：光存储器：用光学原理制成的存储器，通常用作辅存用光学原理制成的存储器，通常用作辅存按所处的位置及功能分类：按所处的位置及功能分类：u内存：内存：通常插在主板上，存放当前正在运行的程序和数据通常插在主板上，存放当前正在运行的程序和数据存取速度快、容量相对较小、价格高；不能长期保存信息存取速度快、容量相对较小、价格高；

4、不能长期保存信息u外存：外存：位于主板的外部，存放当前暂不使用的程序和数据位于主板的外部，存放当前暂不使用的程序和数据存取速度慢、容量大、价格便宜；可长期保存信息存取速度慢、容量大、价格便宜；可长期保存信息第第5章章 半导体存储器半导体存储器55.1 概述概述按存存取方式分类：按存存取方式分类：u随机存取存储器随机存取存储器RAM（Random Access Memory）半导体存储器半导体存储器 指存储器中的内容根据需要可随机地采取或修改且采取时间与存储单元指存储器中的内容根据需要可随机地采取或修改且采取时间与存储单元的物理位置无关，主要用作内存。的物理位置无关，主要用作内存。u只读存储器只

5、读存储器ROM（Read Only Memory）半导体存储器半导体存储器 指存储器中的内容在一般情况下只能读出而不能写入或修改，主要用于指存储器中的内容在一般情况下只能读出而不能写入或修改，主要用于存储系统引导程序、监控程序或存储系统引导程序、监控程序或OS的基本输入的基本输入/输出部分（输出部分（BIOS）。）。u顺序存取存储器顺序存取存储器SAM（Seqential Access Memory）：）： 指存储器中的内容只能按某种顺序进行存取，且采取时间与存储单元的指存储器中的内容只能按某种顺序进行存取，且采取时间与存储单元的物理位置有关，如磁带，一般用作外存。物理位置有关，如磁带，一般用

6、作外存。u直接存取存储器直接存取存储器DAM（Direct Access Memory）：）： 指存储器采取数据时不必对存储介质事先做顺序搜索而直接采取信息，指存储器采取数据时不必对存储介质事先做顺序搜索而直接采取信息，如磁盘、部分光盘，一般用作外存。如磁盘、部分光盘，一般用作外存。第第5章章 半导体存储器半导体存储器65.1 概述概述半导体存储器的分类半导体存储器的分类按器件原理分类：按器件原理分类：u双极型：双极型：速度快、集成度低、功耗大速度快、集成度低、功耗大uMOS型：型：速度慢、集成度高、功耗低速度慢、集成度高、功耗低按存取方式（或读写方式）分类：按存取方式（或读写方式）分类：u随

7、机存取存储器随机存取存储器RAM：可读可写、断电丢失可读可写、断电丢失u只读存储器只读存储器ROM：正常只读、断电不丢失正常只读、断电不丢失第第5章章 半导体存储器半导体存储器75.1 概述概述半导体存储器的分类半导体存储器的分类半半导导体体存存储储器器RAMRAMROMROM静态静态RAMRAM（SRAMSRAM）主要用于主要用于CacheCache动态动态RAMRAM（DRAMDRAM）主要用于内存条主要用于内存条 掩膜式掩膜式ROMROM一次性可编程一次性可编程ROMROM（PROMPROM） 紫外线擦除可编程紫外线擦除可编程ROMROM（EPROMEPROM）用于用于ROM-BIOSR

8、OM-BIOS电擦除可编程电擦除可编程ROMROM（EEPROMEEPROM）闪存（闪存（Flash MemoryFlash Memory）新一代新一代ROM-BIOSROM-BIOS第第5章章 半导体存储器半导体存储器85.1 概述概述存储器的性能指标存储器的性能指标存储器容量存储器容量：存储存储1位二进制信息的单元称为位二进制信息的单元称为1个个存储元存储元。对于。对于32MB的存储器，其内部有的存储器，其内部有32M 8bit个存储元。存储器芯片多为个存储元。存储器芯片多为8结构，称为结构，称为字节单元字节单元 。 在标定存储器容量时，经常同时标出存储单元的数目和每个存储单在标定存储器容

9、量时，经常同时标出存储单元的数目和每个存储单元包含的位数：元包含的位数：存储器芯片容量存储器芯片容量 = 存储单元数存储单元数M 每单元数据位数每单元数据位数N如：芯片有如：芯片有2048个单元，每单元存放个单元，每单元存放8位二进制数，则容量为：位二进制数，则容量为：20488b = 2K8b = 2KB = 16Kb例如，例如，Intel 2114芯片容量为芯片容量为1K4位，位，6264为为8K8位。位。第第5章章 半导体存储器半导体存储器95.1 概述概述存储器的性能指标存储器的性能指标存取周期：存取周期： 存储器的存取周期是指从接收地址，到实现一次完整的读出或写入存储器的存取周期是指

10、从接收地址，到实现一次完整的读出或写入数据的时间，是存储器进行连续读或写操作所允许的最短时间间隔。数据的时间，是存储器进行连续读或写操作所允许的最短时间间隔。 内存的存取速度通常以内存的存取速度通常以ns为单位为单位半导体存储器的最大存取时间通常为几十到几百纳秒半导体存储器的最大存取时间通常为几十到几百纳秒ns可靠性：可靠性： 计算机要正确地运行，就要求存储器系统具有很高的可靠性，存储计算机要正确地运行，就要求存储器系统具有很高的可靠性，存储器的可靠性直接与构成它的芯片有关。器的可靠性直接与构成它的芯片有关。第第5章章 半导体存储器半导体存储器105.1 概述概述存储器的性能指标存储器的性能指

11、标功耗功耗 半导体存储器属于大规模集成电路，集成度高，体积小，但是不易半导体存储器属于大规模集成电路，集成度高，体积小，但是不易散热，因此在保证速度的前提下应尽量减小功耗。散热，因此在保证速度的前提下应尽量减小功耗。 一般而言，一般而言，MOS型存储器的功耗小于相同容量的双极型存储器。型存储器的功耗小于相同容量的双极型存储器。例如例如HM62256的功耗为的功耗为 40mW 200 mW。 集成度集成度 半导体存储器的集成度是指在一块数平方毫米芯片上所制作的基本半导体存储器的集成度是指在一块数平方毫米芯片上所制作的基本存储单元数，常以存储单元数，常以“位位 / 片片”表示，也可以用表示，也可以