5.3-5.4 存储接口存储结构

引脚特点
地址线：A0-A12
数据线：D0-D7
输出允许：OE或RD
片选信号：CE或CS
VPP A12 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 D0 D1 D2 GND
2764
Vcc PGM N.C A8 A9 A11 OE A10 CE D7 D6 D5 D4 D3
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5.4 8086系统的存储器组织
对于偶地址开始的字节或字单元的访问，8086CPU 只需要一个总线周期； 对于奇地址开始的字节或字单元的访问，8086CPU 只需要两个总线周期。
所以，8086设计中规定，存储单元尽量以偶地址开始。
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为了有效地使用存储空间，一个字可以存储在以偶地 址或奇地址开始的连续两个字节单元中，地址的最低 有效位A0决定了字的边界。
如果A0=0，则字存放在偶地址开始的单元中，低8 位存放在偶地址的字节单元里，高8位存放在奇地址 的字节单元里；
如果A0=1，则字存放在奇地址开始的单元中，低8 位存放在奇地址的字节单元里，高8位存放在偶地址 的字节单元里。
为了简化存储器地址译码电路的设计，应尽量 选用存储容量相同的芯片。
存储芯片的地址线与总线低位地址线一一相连； 高位地址线通过译码产生片选信号。
必须保证CPU每次访问内存时，首先片选，然 后进行片内选。
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5.4 8086系统的存储器组织
存储器的片选
价格的矛盾。
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3. SRAM存储器芯片实例 在了解了SRAM的内部组成结构后，下 面我们通过实际中的存储器芯片来加以具体 说明。下图是2114存储器芯片(1K×4)的逻辑 结构方框图。
注意：由于读操作与写操作是分时进行
的，读时不写，写时不读，因此，输入三态 门与输出三态门是互锁的，数据总线上的信 息不致于造成混乱。
图3.8 2114的读写周期时序图
3.2.2 DRAM存储器 1．四管动态存储元 四管的动态存储电路是将六管静态存储元电 路中的负载管T3，T4去掉而成的。它和六管静 态存储元电路的区别： 写操作: 写数据靠T1,T2管栅极电容的存储作 用，在一定时间内可保留所写入的信息。 读操作: 先给出预充信号，使两个预冲电容达 到电源电压。字选择线使T5，T6管导通时，存 储的信息通过A，B端向位线输出。 刷新操作: 为防止存储的信息电荷泄漏而丢失 信息，由外界按一定规律不断给栅极进行充电， 补足栅极的信息电荷。
读数据有效
tCYC— 读周期时间 tRAS— RAS脉冲宽度 tCAS— CAS脉冲宽度 tRCS— 读命令建立时间 tRCH— 读命令保持时间 tDOH— 数据输出保持时间
tRAC
RAS CAS
tCYC tRAS tCAS
DRAM写周期
tCYC— tWCH— tWP— tCWL— tDS— tDH—
图示说明了一个采用双译码结构的存储单元矩阵的译码过程
驱动器: 双译码结构中，在译码器输出后加 驱动器，驱动挂在各条X方向选择线上的所有 存储元电路。 I/O电路：处于数据总线和被选用的单元之 间，控制被选中的单元读出或写入，放大信息。 片选: 在地址选择时，首先要选片,只有当片 选信号有效时，此片所连的地址线才有效。 输出驱动电路: 为了扩展存储器的容量，常 需要将几个芯片的数据线并联使用；另外存储 器的读出数据或写入数据都放在双向的数据总 线上。这就用到三态输出缓冲器。

这种系统的不断发展和完善，就逐步形成了现在广泛使 用的虚拟存储系统。
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5.2 多层存储结构概念
在这个系统中，程序员可用机器指令地址码对整个程序 统一编址。
这种指令地址码称为虚拟地址、逻辑地址或程序地址等， 其对应的存储容量称为虚拟容量或程序空间。
主存的实际地址称为物理地址、实（存）地址，其对应 的存储容量称为主存容量、实存容量或实（主）存空间。
为了简化存储器地址译码电路的设计，应尽量 选用存储容量相同的芯片。
存储芯片的地址线与总线低位地址线一一相连； 高位地址线通过译码产生片选信号。
必须保证CPU每次访问内存时，首先片选，然 后进行片内选。
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5.4 086系统的存储器组织
存储器的片选
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5.4 8086系统的存储器组织
8086CPU在最小模式下的内存接口配置：
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5.4 8086系统的存储器组织
注意：
8086系统中的1MB存储空间中，00000H～003FFH 共1K个字节用来存放中断矢量；
0FFFF0H～0FFFFFH共16个字节用来存放启动程序， 也就是说，计算机复位后的启动地址是0FFFF0H，可 以安排一自检程序，如:
26
RAM
6264----8K SRAM
特点
N.C
Vcc
存储单元的内容可根据需 A12
WE
要随时读出和写入。断电 A7
CS
后所有信息随之消失。常 用于暂时存放输入输出数

第五章 存储器及其与CPU的接口
۞教学内容 5.1 存储器的基本概念 5.2 只读存储器与随机读写存储器 5.3 存储器与CPU接口的基本技术
5.1 存储系统的基本概念
一、存储系统的基本参数 微机存储系统有三个基本参数：容量、速度、成本 容量：以字节数表示 速度：以访问时间TA、存储周期TM或带宽BM表 TA——从接收读申请到读出信息到存储器输出端的时

掩摸ROM
生产厂家根据用户需要在ROM的制作阶段，通过“掩膜”工 序将信息做到芯片里，适合于批量生产和使用。 掩膜ROM制成后，用户不能修改。
只读存储器（ROM）

可擦可编程ROM（EPROM）
基本存储单元电路 – 核心部件是FAMOS场效应管（Floationg grid Avalanche injection MOS） S D
TA2 TA1
1 则 e r (1 r ) H
TA1 e TA
存储系统的基本概念
三、存储器访问的局部性原理
1 追求 e r (1 r ) H
1.0 r=1
1
r=2
e r=10
r=100
0 H 1.0
5.2 存储器分类
一、半导体存储器的分类 按制造工艺分类
①双极型
双极型由TTL晶体管逻辑电路构成，在微机系统中常用作高速缓存器 （Cache）。 特点：工作速度快，与CPU处在同一量级；集成度较低、功耗大、价格偏 高。
②金属氧化物半导体型
金属氧化物半导体型又称MOS型，在微机系统中主要用来构造内存。根据 制造工艺，可分为NMOS、HMOS、CMOS、CHMOS等，可用来制作 多种半导体存储器件，如静态RAM、动态RAM、EPROM等。
特点是集成度高、功耗低、价格便宜，但速度较双极型器件慢。