第三章存儲器擴展

微機原理與接口技術§3.1半導體存儲器的基本知識

一、半導體存儲器的基本結構由若干個位存儲單元按照陣列的形式組織而成，一個位單元存儲一位二進制信息。用來存放CPU訪問存儲單元的地址，經(jīng)譯碼驅(qū)動后指向相應的存儲單元。地址鎖存器用于在地址譯碼期間保持地址的穩(wěn)定。對輸入的地址信息進行翻譯并產(chǎn)生相應的控制信號，并經(jīng)驅(qū)動電路選定相應的存儲單元。根據(jù)外部控制信號確定芯片是否被選中工作，并控制進行輸入或輸出操作。

由讀出放大器、輸出數(shù)據(jù)傳送門/緩沖器、輸入數(shù)據(jù)控制門/緩沖器以及寫入電路等組成，控制對所選中的單元進行信息的讀寫操作。二、半導體存儲器的主要性能指標1、存儲容量

指存儲器可以容納的二進制信息量，它與存儲器的字長和地址編碼長度直接相關。2、存取速度

（1）存取時間TA（AccessTime）指從CPU給出有效的存儲地址啟動一次存儲器讀/寫操作開始，到操作完成所經(jīng)歷的時間。（2）存取周期TMC（MemoryCycle）指連續(xù)兩次存儲器讀/寫操作之間所需的最小時間間隔。3、可靠性用MTBF（MeanTimeBetweenFailures），即平均故障間隔時間來衡量。三、常用半導體存儲器芯片簡介1、SRAM芯片

2、DRAM芯片

3、EPROM芯片

4、EEPROM芯片

5、FlashMemory芯片

§3.2存儲容量擴展的基本方式

目的：mk×n位/片MK×N位

擴展

位數(shù)擴充，增加存儲字長。M=m，N/n=所需芯片數(shù)。一、位擴展二、字擴展增加存儲字數(shù)，即存儲單元數(shù)。N=n，M/m=所需要片數(shù)。

三、字/位同時擴展M/m×N/n=所需芯片數(shù)。

WEA8A9A0...D7D0…A11A10CS0CS1CS2CS3片選譯碼……………………1K×41K×41K×41K×41K×41K×41K×41K×4§3.3內(nèi)存芯片與系統(tǒng)總線的連接系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線為8位，則需一組8位存儲器；系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線為16位，則需兩組8位存儲器；系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線為32位，則需四組8位存儲器；系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線為64位，則需八組8位存儲器。1、數(shù)據(jù)線的連接2、地址線的連接片外地址：經(jīng)地址譯碼器譯碼后的輸出，作為存儲器芯片的片選信號。

片內(nèi)地址：直接與所要訪問的存儲器芯片的地址引腳相連，用來直接選中該芯片中的一個存儲單元。

就是用CPU的存儲器讀、寫信號與存儲器芯片的控制信號線連接，以實現(xiàn)對存儲器正確的讀寫操作。

3、控制線的連接D0~D7A0~AiD0~D7A0~AiD0~D7A0~AiDB地址譯碼

片外地址片內(nèi)地址8086CPU通過低8位數(shù)據(jù)總線訪問偶地址存儲單元或I/O口；通過高8位數(shù)據(jù)總線訪問奇地址存儲單元或I/O口。奇地址存儲體（512KB）SELA0~A18D0~D7偶地址存儲體（512KB）SELA0~A18D0~D7§3.48086的存儲器組織8086有20條地址線，最大尋址空間為1MB。一、存儲系統(tǒng)的構建D8~D15D0~D7A1~A19A0BHEA0=0，選擇偶地址存儲體；A0=1，不選擇偶地址存儲體；=0，選擇奇地址存儲體；=1，不選擇奇地址存儲體；奇地址存儲體（512KB）SELA0~A18D0~D7偶地址存儲體（512KB）SELA0~A18D0~D7D8~D15D0~D7A1~A19A0BHE所用數(shù)據(jù)線操作形式A0D0~D701D0~D1500從偶地址單元開始讀/寫一個字（兩個字節(jié)）從偶地址單元讀/寫一個字節(jié)D8~D1510從奇地址單元讀/寫一個字節(jié)從奇地址單元開始讀/寫一個字（兩個字節(jié)）D8~D15從奇地址單元讀/寫一個字節(jié)10D0~D7從偶地址單元讀/寫一個字節(jié)01從偶地址單元開始讀/寫一個字，需要一個總線周期；從奇地址單元開始讀/寫一個字，需要兩個總線周期。二、存儲器的管理（1）分段管理①將1MB內(nèi)存空間分為若干段，每段最大可為64KB。②每個段起始地址（段的基址）存放在段寄存器中，CS、DS、SS、ES。③段與段之間可以是連續(xù)的、斷開的、部分重疊或全部重疊的。②邏輯地址：程序設計是采用的地址，包括段地址和偏移量（均為16位）

（2）實際地址的形成①實際地址：物理地址，即存儲單元的真正地址，20位。實際地址

=段的基址左移4位（乘16）+

偏移量訪問存儲器的類型不同，邏輯地址的來源也不相同

CS——取指令IPSS——SP堆棧操作DSCS、ES、SSEA訪問數(shù)據(jù)單元DSES字符串（源）字符串（目的）CS、ES、SSSIDI——可替換的段地址隱含的段地址訪存類型偏移量（3）分段管理的意義①減少指令長度，縮短指令執(zhí)行時間。②便于程序浮動裝配。一、8位存儲器系統(tǒng)擴展§3.5存儲器擴展應用舉例例：由兩片27256EPROM和兩片62256SRAM構成的一個8位存儲器系統(tǒng)

存儲芯片A19A18A17A16A15

A14~A0地址范圍27256（1）100000000…00~1111…1180000H~87FFFH27256（2）100010000…00~1111…1188000H~8FFFFH62256（1）100100000…00~1111…1190000H~97FFFH62256（2）100110000…00~1111…1198000H~9FFFFH二、16位存儲器系統(tǒng)擴展例：由兩片2764EPROM和兩片6264SRAM構成的一個16位存儲器系統(tǒng)存儲芯片A19A18A17A16A15A14A13~A1A0地址范圍奇/偶6264（1）1001100000…00~1111…111098000H~9BFFEH偶6264（2）1001100000…00~1111…110198001H~9BFFFH奇2764（1）1