存储器及其接口
存储器的种类、特性和结构
一、分类
按元件组成：半导体M，磁性材料存储器（磁芯），激光存储器
按工作性质：内存储器：速度快，容量小（64K?8Gbyte）外存储器：速度慢，容量大（20MB?640GB）
二、半导体存储分类
RAM
SRAM 静态
DRAM 动态
IRAM 集成动态
ROM
掩膜ROM
PROM 可编程
EPROM 可改写
E PROM 可电擦除
三、内存储器性能指标
1. 容量 M可容纳的二进制信息量，总位数。
总位数=字数×字长 bit，byte，word
2. 存取速度
内存储器从接受地址码，寻找内存单元开始，到它
取出或存入数据为止所需的时间，T A。
T A越小，计算机内存工作速度愈高，半导体M存储时间为几十ns?几百ns ns=mus
3.功耗
维持功耗操作功耗
CMOS NMOS TTL ECL
（低功耗.集成度高）（高速.昂贵.功耗高）
4、可靠性
平均故障间隔时间
MTBF（Mean Time Between Failures）
越长，可靠性越高.跟抗电磁场和温度变化的能力有关.
5、集成度
位/片 1K位/片?1M位/片
在一块芯片上能集成多少个基本存储电路
（即一个二进制位）
四、存储器的基本结构
随机存储器 RAM 或读写存储器
一、基本组成结构
存储矩阵
寄存二进制信息的基本存储单元的集合体，为便于读写，基本存储单元都排列成一定的阵列，且进行编址。
N×1—位结构：常用于较大容量的SRAM，DRAM
N×4
N×8 —字结构常用于较小容量的静态SRAM
2、地址译码器
它接收来自CPU的地址信号，产生地址译码信号。选中存储矩阵中某一个或几个基本存储单元进行读/写操作
两种编址方式：
单译码编址方式. 双译码编址方式
（字结构M）（复合译码）
存储容量
第三章存储系统习题参考答案 1．有一个具有20位地址和32位字长的存储器，问： （1）该存储器能存储多少个字节的信息？ （2）如果存储器由512K×8位SRAM芯片组成，需要多少芯片？ （3）需要多少位地址作芯片选择？ 解：（1）∵ 220= 1M，∴ 该存储器能存储的信息为：1M×32/8=4MB （2）（1000/512）×（32/8）= 8（片） （3）需要1位地址作为芯片选择。 2. 已知某64位机主存采用半导体存储器，其地址码为26位，若使用4M×8位的DRAM芯片组成该机所允许的最大主存空间，并选用模块板结构形式，问：（1）每个模块板为16M×64位，共需几个模块板？ （2）个模块板内共有多少DRAM芯片? （3）主存共需多少DRAM芯片? CPU如何选择各模块板？ 解：(1). 共需模块板数为m： m=÷224=4(块) (2). 每个模块板内有DRAM芯片数为n: n=(224/222) ×(64/8)=32 (片) (3) 主存共需DRAM芯片为：4×32=128 (片) 每个模块板有32片DRAM芯片，容量为16M×64位，需24根地址线(A23~A0)完成模块板内存储单元寻址。一共有4块模块板，采用2根高位地址线(A25~A24)，通过2：4译码器译码产生片选信号对各模块板进行选择。 3．用16K×8位的DRAM芯片组成64K×32位存储器，要求： (1) 画出该存储器的组成逻辑框图。 (2) 设存储器读/写周期为0.5μS, CPU在1μS内至少要访问一次。试问采用哪种刷新方式比较合理？两次刷新的最大时间间隔是多少？对全部存储单元刷
新一遍所需的实际刷新时间是多少？ 解：（1）组成64K×32位存储器需存储芯片数为 N=（64K/16K）×（32位/8位）=16（片） 每4片组成16K×32位的存储区，有A13-A0作为片内地址，用A15 A14经2：4译码器产生片选信号，逻辑框图如下所示： （2）依题意，采用异步刷新方式较合理，可满足CPU在1μS内至少访问内存一次的要求。 设16K×8位存储芯片的阵列结构为128行×128列，按行刷新，刷新周期T=2ms，则异步刷新的间隔时间为： 则两次刷新的最大时间间隔发生的示意图如下 可见，两次刷新的最大时间间隔为ｔｍａｘ ｔｍａｘ＝15.5-0.5=15 (μS) 对全部存储单元刷新一遍所需时间为t R t R ＝0.5×128=64 (μS)
存储器的种类、特性和结构 一、分类 按元件组成：半导体M，磁性材料存储器（磁芯）， 激光存储器 按工作性质：内存储器：速度快，容量小（64K?8Gbyte） 外存储器：速度慢，容量大（20MB?640GB）二、半导体存储分类 RAM SRAM 静态 DRAM 动态 IRAM 集成动态 ROM 掩膜ROM PROM 可编程 EPROM 可改写 E PROM 可电擦除 三、内存储器性能指标 1. 容量M可容纳的二进制信息量，总位数。 总位数=字数×字长bit，byte，word 2. 存取速度 内存储器从接受地址码，寻找内存单元开始，到它 取出或存入数据为止所需的时间，T A。 T A越小，计算机内存工作速度愈高，半导体M存储 时间为几十ns?几百ns ns=mus 3.功耗 维持功耗操作功耗 CMOS NMOS TTL ECL （低功耗.集成度高）（高速.昂贵.功耗高） 4、可靠性 平均故障间隔时间 MTBF（Mean Time Between Failures） 越长，可靠性越高.跟抗电磁场和温度变化的能力有关. 5、集成度 位/片1K位/片?1M位/片
在一块芯片上能集成多少个基本存储电路 （即一个二进制位） 四、存储器的基本结构 随机存储器RAM 或读写存储器 一、基本组成结构 存储矩阵 寄存二进制信息的基本存储单元的集合体，为便于读写，基本存储单元都排列成一定的阵列，且进行编址。 N×1—位结构：常用于较大容量的SRAM，DRAM N×4 N×8 —字结构常用于较小容量的静态SRAM
2、地址译码器 它接收来自CPU的地址信号，产生地址译码信号。选中存储矩阵中某一个或几个基本存储单元进行读/写操作 两种编址方式： 单译码编址方式. 双译码编址方式 （字结构M）（复合译码） 存储容量
第三章习题 一、填空题： 1.广泛使用的A.______和B.______都是半导体随机读写存储器。前者速度比后者 C.______，集成度不如后者高。 2.CPU能直接访问A.______和B.______,但不能直接访问磁盘和光盘。 3.广泛使用的 ______和 ______都是半导体随机读写存储器,前者比后者速度快, ___ ___不如后者高。它们断电后都不能保存信息。 4.由于存储器芯片的容量有限，所以往往需要在A.______和B.______两方面进行扩充才能满足实际需求。 5.Cache是一种A______存储器，是为了解决CPU和主存之间B______不匹配而采用的一项重要的硬件技术。 6.虚拟存贮器通常由主存和A______两级存贮系统组成。为了在一台特定的机器上执行程序，必须把B______映射到这台机器主存贮器的C______空间上，这个过程称为地址映射。 7.半导体SRAM靠A______存贮信息，半导体DRAM则是靠B______存贮信息。 8.主存储器的性能指标主要是存储容量，A.______和B.______。 9.由于存储器芯片的容量有限，所以往往需要在A.______和B.______两方面进行扩充才能满足实际需求。 10.存储器和CPU连接时，要完成A.______的连接；B.______的连接和C.______的连接，方能正常工作。 11.广泛使用的A.______和B.______都是半导体随机读写存储器，它们共同的特点是 C.______。 12.对存储器的要求是A.______，B.______，C.______，为了解决这三个方面的矛盾。计算机采用多级存储器体系结构。 13.虚拟存贮器通常由主存和A______两级存贮系统组成。为了在一台特定的机器上执行程序，必须把B______映射到这台机器主存贮器的C______空间上，这个过程称为地址映射。 14.多个用户共享主存时，系统应提供A______。通常采用的方法是B______保护和C______保护，并用硬件来实现。 15.由于存储器芯片的容量有限，所以往往需要在A.______和B.______两方面进行扩充才能满足实际需求。 16.相联存储器是按A.______访问的存储器，在cache中用来存放B.______，在虚拟存储器中用来存放C.______。在这两种应用中，都需要D.______查找。 17.DRAM存储器的刷新一般有A.___,B.___,C.___三种方式。 18.并行处理技术已成为计算计技术发展的主流。它可贯穿于信息加工的各个步骤和阶段。概括起来，主要有三种形式A. ______并行；B. ______并行；C. ______并行。 19.主存与cache的地址映射有A. ______、B. ______、C. ______三种方式。其中______方式适度地兼顾了前二者的优点，又尽量避免其缺点，从灵活性、命中率、硬件投资来说
第3章存储器系统 一．选择题 1．计算机工作中只读不写的存储器是( )。 (A) DRAM (B) ROM (C) SRAM (D) EEPROM 2．下面关于主存储器（也称为内存)的叙述中，不正确的是( )。 (A) 当前正在执行的指令与数据都必须存放在主存储器内，否则处理器不能进行处理 (B) 存储器的读、写操作，一次仅读出或写入一个字节 (C) 字节是主存储器中信息的基本编址单位 (D) 从程序设计的角度来看，cache（高速缓存）也是主存储器 3．CPU对存储器或I/O端口完成一次读/写操作所需的时间称为一个( )周期。 (A) 指令(B) 总线(C) 时钟(D) 读写 4．存取周期是指( )。 (A)存储器的写入时间(B) 存储器的读出时间 (C) 存储器进行连续写操作允许的最短时间间隔(D)存储器进行连续读/写操作允许的最短时间3间隔 5．下面的说法中，( )是正确的。 (A) EPROM是不能改写的(B) EPROM是可改写的，所以也是一种读写存储器(C) EPROM是可改写的，但它不能作为读写存储器(D) EPROM只能改写一次 6．主存和CPU之间增加高速缓存的目的是( )。 (A) 解决CPU和主存间的速度匹配问题(B) 扩大主存容量 (C) 既扩大主存容量，又提高存取速度(D) 增强CPU的运算能力 7．采用虚拟存储器的目的是( )。 (A) 提高主存速度(B) 扩大外存的容量(C) 扩大内存的寻址空间(D) 提高外存的速度8．某数据段位于以70000起始的存储区，若该段的长度为64KB，其末地址是( )。(A) 70FFFH (B) 80000H (C) 7FFFFH (D) 8FFFFH 9．微机系统中的存储器可分为四级，其中存储容量最大的是( )。 (A) 内存(B) 内部寄存器(C) 高速缓冲存储器(D) 外存 10．下面的说法中，( )是正确的。(A) 指令周期等于机器周期 (B) 指令周期大于机器周期(C) 指令周期小于机器周期(D) 指令周期是机器周期的两倍11．计算机的主内存有3K字节，则内存地址寄存器需( )位就足够。 (A) 10 (B) 11 (C) 12 (D) 13 12．若256KB的SRAM具有8条数据线，那么它具有( )地址线。 (A) 10 (B) 18 (C) 20 (D) 32 13．可以直接存取1M字节内存的微处理器，其地址线需( )条。 (A) 8 (B)16 (C) 20 (D) 24 14．规格为4096×8的存储芯片4片，组成的存储体容量为( )。 (A) 4KB (B) 8KB (C) 16KB (D) 32KB 15．一个有16字的数据区，其起始地址为70A0：DDF6H，则该数据区末字单元的物理地址为（）。 （A）14E96H （B）7E814H （C）7E7F6H （D）7E816H 16．某微型计算机可直接寻址64M字节的内存空间，其CPU的地址总线至少应有( )条。（A）20 （B）30 （C）16 （D）26 17．对于地址总线为32位的微处理器来说，其直接寻址范围可达（）。
1. 用下列芯片构成存储系统，各需要多少个RAM芯片？需要多少位地址作为片外地址译码？设系统为20位地址线，采用全译码方式。 （1）512×4位RAM构成16KB的存储系统； （2）1024×1位RAM构成128KB的存储系统； （3）2K×4位RAM构成64KB的存储系统； （4）64K×1位RAM构成256KB的存储系统。 解：(1) 需要16KB/512×4=64片，片外地址译码需20-log2512=11位地址线。 (2) 需要128KB/1K×1=1024片，片外地址译码需20-log21024=10位地址线。 (3) 需要64KB/2K×4=64片，片外地址译码需20-log2(1024×2)=9位地址线。 (4) 需要256KB/64K×1位=32片，片外地址译码需20-log2(1024×64)=4位地址线。 2. 现有一种存储芯片容量为512×4位，若要用它组成4KB的存储容量，需多少这样的存储芯片？每块芯片需多少寻址线？而4KB存储系统最少需多少寻址线？ 解: 4K×8bit /512×4bit= 16片，需要16片存储芯片； 29 = 512，每片芯片需9条寻址线； 212 = 4096，4KB存储系统最少需12条寻址线。 3. 一个具有8KB直接相联Cache的32位计算机系统，主存容量为32MB，假定该Cache中块的大小为4个32位字。 （1）求该主存地址中区号、块号和块内地址的位数。 （2）求主存地址为ABCDEF16的单元在Cache中的位置。 解: (1) 主存区数为32MB/8KB = 4096，212= 4096，区号的位数为12； 区内块数为8KB/4×4B = 512，29 = 512，块号的位数为9； 块内单元数（字节编址）为4×32 / 8 = 16，24= 16，块内地址的位数4。 （2）主存地址为ABCDEF16的单元其二进制地址为： 0 1010 1011 1100 1101 1110 1111 (主存字节地址为25位) 区号为0 1010 1011 110 块号为0 1101 1110 数据在Cache中的位置是 0 1101 1110 1111
第四课内存储器 第一节内存的类型 内存是一组，或多组具有数据输入/输出和数据存储功能的集成电路。存根据其存储信息的特点，主要有两种基本类型： 第一种类型是只读存储器ROM（Read Only Memory），只读存储器强调其只读性，这种内存里面存放一次性写入的程序和数据，只能读出，不能写入； 第二种类型是随机存取存储器RAM（Random Access Memory），它允许程序通过指令随机地读写其中的数据。 1. 只读存储器ROM 存储在ROM中的数据理论上是永久的，既使在关机后，保存在ROM中的数据也不会丢失。因此，ROM中常用于存储微型机的重要信息，如主板上的BIOS等。常见类型如下： (1) ROM 这是标准ROM，用于存储不随外界的因素变化而永久性保存的数据。在ROM中，信息是被永久性融刻在ROM单元中的，这使得ROM在完成融刻工作之后，不可能将其中的信息改变。 (2) PROM（Programmable Rom）
即可编程ROM，它的工作情况与CD-R相似，允许一次性地写入其中的数据，一旦信息被写入PROM后，数据也将被永久性地融刻其中了，其他方面与上面介绍的ROM就没有什么两样了。 (3) EPROM（Erasable Programmable Rom） 即可擦写、可编程ROM，它可以通过特殊的装置（通常是紫外线）反复擦除，并重写其中的信息。 (4) EEPROM（Electrically Erasable Programmable Rom） 即电可擦写、可编程ROM，可以使用电信号来对其进行擦写。因此便于对其中的信息升级，常用于存放系统的程序和数据。 (5) Flash Memory Flash Memory 即闪存存储器，又称闪存，是目前取代传统的EPROM和EEPROM的主要非挥发性存储器，目前主板上的BIOS 都是使用Flash Memory。它的存取时间仅为30ns，并具有体积小，高密度，低成本和控震性能好的优点，是目前为数不多的同时具有大容量、高速度、非易失性、可在线擦写特性的存储器。Flash Memory 除用于系统的BIOS外，在移动存储器和HUB、路由器等网络设备中也得到了广泛的应用。 2. 随机存取存储器RAM
存储器及其接口
存储器的种类、特性和结构 一、分类 按元件组成：半导体M，磁性材料存储器（磁芯），激光存储器 按工作性质：内存储器：速度快，容量小（64K?8Gbyte）外存储器：速度慢，容量大（20MB?640GB） 二、半导体存储分类 RAM SRAM 静态 DRAM 动态 IRAM 集成动态 ROM 掩膜ROM PROM 可编程 EPROM 可改写 E PROM 可电擦除 三、内存储器性能指标 1. 容量 M可容纳的二进制信息量，总位数。 总位数=字数×字长 bit，byte，word 2. 存取速度 内存储器从接受地址码，寻找内存单元开始，到它
取出或存入数据为止所需的时间，T A。 T A越小，计算机内存工作速度愈高，半导体M存储时间为几十ns?几百ns ns=mus 3.功耗 维持功耗操作功耗 CMOS NMOS TTL ECL （低功耗.集成度高）（高速.昂贵.功耗高） 4、可靠性 平均故障间隔时间 MTBF（Mean Time Between Failures） 越长，可靠性越高.跟抗电磁场和温度变化的能力有关. 5、集成度 位/片 1K位/片?1M位/片 在一块芯片上能集成多少个基本存储电路 （即一个二进制位） 四、存储器的基本结构
随机存储器 RAM 或读写存储器 一、基本组成结构 存储矩阵 寄存二进制信息的基本存储单元的集合体，为便于读写，基本存储单元都排列成一定的阵列，且进行编址。 N×1—位结构：常用于较大容量的SRAM，DRAM
N×4 N×8 —字结构常用于较小容量的静态SRAM 2、地址译码器 它接收来自CPU的地址信号，产生地址译码信号。选中存储矩阵中某一个或几个基本存储单元进行读/写操作 两种编址方式： 单译码编址方式. 双译码编址方式 （字结构M）（复合译码） 存储容量
存储器与存储器系统
第五章存储器与存储器系统 内容提要： 1．存储器的分类、性能指标，存储器系统的多层结构； 2．半导体存储器的基本结构、工作原理； 3．半导体存储器容量的形成与寻址及其与8086CPU的连接； 4．内存条的选择与安装； 5． EPROM编程实践。 学习目标： 1．掌握存储器的分类、性能指标，存储器系统的多层结构； 2．掌握存储器芯片RAM、EPROM的基本结构、地址形成方法； 3．重点掌握8086CPU与存储器的连接技术； 4．掌握EPROM编程技术； 5．了解DRAM刷新，内存条选择与安装。 难点： CPU与存储器的连接。 学时：6 实验学时： 作业： 1、由2K×1bit的芯片组成容量为4K×8bit的存储器需要个存储芯片。 A）2 B）8 C）32 D）16 2、由2732芯片组成64KB的存储器，则需要块芯片和根片内地址线。 A）12 B）24 C）16 D）14 3、安排2764芯片内第一个单元的地址是1000H，则该芯片的最末单元的地址是。
A）1FFFH B）17FFH C）27FFH 4）2FFFH 将存储器与系统相连的译码片选方式有法和法。 4、若存储空间的首地址为1000H，存储容量为1K×8、2K×8、4K×8H和8K× 8的存储器所对应的末地址分别为、、 和。 5、对6116进行读操作，6116引脚CE= ，WE= ， OE= 。 6、试用4K×8位的EPROM2732和2K×8位的静态RAM6116以及LS138译码器,构成一个8KB.的ROM、4KB的RAM存储器系统(8086工作于最小模式),ROM地址范围为：FE000H～FFFFFH,RAM地址范围为：00000H～00FFFH。 一、概述 1. 存储器分类 1）按存储介质分：半导体存储器、磁表面存储器、光表面存储器； 2）按读写功能分：ROM和RAM； 3）按信息的可保存性分类： 非永久性记忆存储器（断电后信息消失）：RAM 永久性记忆存储器（断电后信息仍保存）：ROM、磁表面或光表面存储器； 4）按在计算机系统中的作用分类：主存储器（内存）、辅助存储器（外存）、高速缓冲存储器。
第五章存储器及其接口 1.单项选择题 （1）DRAM2164(64K╳1)外部引脚有（） A.16条地址线、2条数据线 B.8条地址线、1条数据线 C．16条地址线、1条数据线 D.8条地址线、2条数据线 (2)8086能寻址内存贮器的最大地址范围为() A.64KB B.512KB C.1MB D.16KB （3）若用1K╳4b的组成2K╳8b的RAM，需要（）。 A．2片 B.16片 C.4片 D.8片 （4）某计算机的字长是否2位，它的存储容量是64K字节编址，它的寻址范围是（）。 A．16K B.16KB C.32K D.64K （5）采用虚拟存储器的目的是（） A．提高主存的速度 B.扩大外存的存储空间 C．扩大存储器的寻址空间 D.提高外存的速度 （6）RAM存储器器中的信息是（） A．可以读/写的 B.不会变动的 C.可永久保留的 D.便于携带的 （7）用2164DRAM芯片构成8086的存储系统至少要（）片 A．16 B.32 C.64 D.8 （8）8086在进行存储器写操作时，引脚信号M/IO和DT/R应该是（） A．00 B。01 C。10 D。11 （9）某SRAM芯片上，有地址引脚线12根，它内部的编址单元数量为（）A．1024 B。4096 C。1200 D。2K （11）Intel2167(16K╳1B)需要（）条地址线寻址。 A．10 B.12 C.14 D.16 （12）6116（2K╳8B）片子组成一个64KB的存贮器，可用来产生片选信号的地址线是（）。 A．A 0~A 10 B。A ~A 15 C。A 11 ~A 15 D。A 4 ~A 19 （13）计算一个存储器芯片容量的公式为（） A．编址单元数╳数据线位数B。编址单元数╳字节C．编址单元数╳字长D。数据线位数╳字长（14）与SRAM相比，DRAM（） A．存取速度快、容量大B。存取速度慢、容量小 C．存取速度快，容量小D。存取速度慢，容量大 （15）半导动态随机存储器大约需要每隔（）对其刷新一次。A．1ms B.1.5ms C.1s D.100μs （16）对EPROM进行读操作，仅当（）信号同时有效才行，。A．OE、RD B。OE、CE C。CE、WE D。OE、WE 2．填空题 （1）只读存储器ROM有如下几种类型：_________. （2）半导体存储器的主要技术指标是_________。
系统存储器用来存放由PLC生产厂家编写的系统程序，系统程序固化在ROM内，用户不能直接更改，它使PLC具有基本的功能，能够完成PLC设计者规定的各项工作。系统程序质量的好坏，很大程度上决定了PLC的性能，其内容主要包括三部分。 第一部分为系统管理程序，它主要控制PLC的运行，使整个PLC按部就班地工作。第二部分为用户指令解释程序，通过用户指令解释程序，将PLC 的编程语言变为机器语言指令，再由CPU执行这些指令。第三部分为标准程序模块与系统调用，它包括许多不同功能的子程序及其调用管理程序，如完成输入、输出及特殊运算等的子程序。PLC的具体工作都是由这部分程序来完成的，这部分程序的多少也决定了PLC性能的高低。 用户存储器包括用户程序存储器（程序区）和功能存储器（数据区）两部分。用户程序存储器用来存放用户针对具体控制任务用规定的PLC编程语言编写的各种用户程序，以及用户的系统配置。用户程序存储器根据所选用的存储器单元类型的不同，可以是RAM（有掉电保护）、EPROM或EEPROM存储器，其内容可以由用户任意修改或增删。用户功能存储器是用来存放（记忆）用户程序中使用器件的ON/OFF状态／数值数据等。用户存储器容量的大小，关系到用户程序容量的大小，是反映PLC性能的重要指标之一。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力，为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。 如需进一步了解台达PLC、西门子PLC、施耐德plc、欧姆龙PLC的选型，报价，采购，参数，图片，批发等信息，请关注艾驰商城https://www.doczj.com/doc/f317865765.html,/