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第五章 半导体存储器电子教案


例:4KB RAM的连接(用RAM芯片 2114组成)
(1)已知2114的容量为:1024×4;计算 出所需的芯片数
(2)构成数据总线所需的位数和系统所 需的容量
(3)控制线,数据线,地址线的连接: 有线选方式、局部译码选择方式和全局 译码选择方式之分。
A13 A12 A11 A10 A9~A0
RAM (随机,读写 同速,易失)
PROM
EPROM
EEPROM
FLASH ROM SRAM
动态随机存储器需要刷新 电路,静态不需要
静态随机存储器 速度:SRAM>DRAM
集成度:SRAM<DRAM
DRAM
功耗:SRAM>DRAM
单格:SRAM>DRAM
动态随机存储器
3 计算机存储器结构
一台计算机存储最基本的存储要求
用2114芯片组成4K RAM线选控制译码结构图
A15 ︰ A12 A11 A10 A9~A0
IO/M
CPU
WE
D7~D0
2/4 译码
地址分配
译 码 器
A9~A0
A9~A0 CS CS
2114 WE WE D7~D0 D7~D04
A9~A0
A9~A0 CS
2114 WE D7~D0 D7~D4
A9~A0
A9~A0 CS
2114 WE D7~D0 D7~D4
A9~A0
A9~A0 CS
2114 WE D7~D0 D7~D4
用2114芯片组成4K RAM局部译码结构图
6/64 译码
地址分配
A15~A10 A9~A0
IO/M CPU
WE
D7~D0
6:64 译 码 器
A9~A0 A9~A0 CS CS 2114 WE WE D7~D0 D7~D04
第五章 半导体存储器
1 存储器简介 2 存储器的分类 3 计算机存储结构 4 半导体存储器SRAM的结构 5 CPU与存储器的连接(重点)
1 存储器简介
存储器的定义:
<广义>信息的载体。
结绳记事→甲骨→竹简→雕刻→书画→U盘、硬盘、软盘、 光盘。信息的存储是各种科学技术得以存在和发展的基础。
74LS138的真值
CBA 000 001 010 011 100 101 110 111 ×××
Y7~Y0 11111110 11111101 11111011 11110111 11101111 11011111 10111111 01111111 11111111
有效输出 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 无效
存储地址译码电路
74LS138经常用来作为存储器的译码电路。
A —1 B —2 C —3 G2A — 4 G2B — 5 G1 — 6 Y7 — 7 GND — 8
16 — VCC 15 — Y0 14 — Y1
13 — Y2 12 — Y3 11 — Y4 10 — Y5
9 — Y6
G1 001 001 001 001 001 001 001 001 其他值
软硬磁盘
磁鼓
机械式:打孔的带子 磁介质: 光存储器:LD, CD, DVD 半导体存储器:集成电路 铁电存储器 等等
动态磁媒介 磁带 (有机械运动)磁卡
磁墨水
磁芯
静态磁媒介
磁膜
(无机械运动) 磁泡
(老计 算机内 存)
半 导 体 存 储 器 分 类
2 存储器的种类
MASK ROM
ROM (只读,非易 失性)
1.用以暂时保存被处理的程序,数据,中间结果 和最后结果的内存能力
2.用以永久记录某些结果和程序以便将来再使用 的外存能力
同时对两项 能力的技术 指标是
高速度 ns级 大容量 G级 低成本 affordable 高可靠性
解决之道
从物理低端解决问题,工艺,技术上提升4项指标。
从存储体系结构上解决问题。 原理图
第二组: 0400H~07FFH
第三组: 0800H~0BFFH
第四组: 0C00H~0FFFH
全译码方式地址分布(地址无重叠)
地址分布
第一组: 0000H~00FFH 第二组: 0400H~07FFH 第三组: 0800H~0BFFH 第四组: 0C00H~0FFFH
存储时序上
并行:一次访问多个存储单元
交叉访问:访问一片存储单元,流水 线工作
虚拟存储器技术
4 半导体存储器SRAM内部结构

地 址 总

译…

存储矩阵 2n×N
线

控制逻辑
CS WR RD








线
5 CPU与存储器的连接
CPU时序与存储器时序的配合 CPU总线的负载能力 存储器的组成 存储芯片地址的分配
A9~A0
A9~A0 CS
2114 WE D7~D0 D~D0 D7~D4
A9~A0
A9~A0 CS
2114 WE D7~D0 D7~D4
用2114芯片组成4K RAM全局译码结构图
线选译码方式地址分布(地址有重叠)
A15 A14 A13 A12 A11 A10
印刷存储技术(中国四大发明)
五大类信息 存储技术
缩微胶片存储技术(1839England) 磁存储技术(1898Denmark) 半导体存储技术(20世纪60年代)
光存储技术(20世纪70年代)
<狭义>计算机系统中专门用于存放一定量 数字信息的器件。
按 介 质 与 机 理 分 类
2 存储器的种类
00 11 10 00 11 01 00 10 11 00 01 11
地址分布
第一组: 3800H~3BFFH
第二组: 3400H~07FFH
第三组: 2C00H~2FFFH
第四组: 1C00H~1FFFH
局部译码方式地址分布(地址有重叠)
A11 A10
00 01 10 11
地址分布
第一组: 0000H~00FFH
D7~D0 WE RD
地址分配
A9~A0
A9~A0 CS OE 2114 WE D7~D0 D7~D4
A9~A0
A9~A0 CS OE 2114 WE D7~D0 D7~D4
A9~A0
A9~A0 CS OE 2114 WE D7~D0 D7~D4
A9~A0
A9~A0 CS OE 2114 WE D7~D0 D7~D4
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