半导体存储器与CPU的连接.ppt
半导体存储器与CPU的连接,存储器的分类 内存的基本概念 动态存储器和静态存储器 存储器的扩展,本节的主要内容：,存储器的分类,内存的基本概念,SRAM,DRAM,ROM,PROM,内存的基本概念,Flash ROM特殊的E2PROM（闪存）,特点：是按块（block）擦写（块的具体大小不固定，不同厂家的产品有不同的规格）。,目前许多主板和显卡BIOS芯片都采用Flash ROM，可以通过软件方便地进行书擦写。,动态存储器和静态存储器,动态存储器（DRAM）,静态存储器（SRAM）,结构简单、集成度高、功耗低、 生产成本低，适合制造大容量的存储器,在工作中不需要刷新，速度快。 CACHE采用SRAM。,在工作中需要不断刷新。,内存条,1、同步动态随机存取存储器 （Synchronous DRAMSDRAM）,2、双倍数据速率同步动态随机存取存储器 （Double Data Rate Synchronous DRAMDDR SDRAM）,3、第二代双倍数据速率同步动态随机存取存储器 （Double Data Rate Two Synchronous DRAM DDR2 SDRAM）,高速缓冲存储器（cache）,Cache 的结构,Cache 的组成,存放由主存储器来的数据,存放该数据在主存储器中的地址,Cache 的结构,全相联结构（Fully Associative cache),直接映像结构（Direct mapped cache),成组相联结构（Set Associative cache),保存数据和相应的地址信息,保存数据和地址索引信息,上述两种结构结合,多次比较,一次比较,两次比较,内存的工作原理,每个内存单元是有一个能短暂存储电荷的电容器构成的，其中电荷的多少表示内存单元所存储的信息不同,电荷量超过一半表示,“1”,电荷量少于一半表示,“0”,若干个记忆单元组成一个存储单元， 大量存储单元的集合组成一个存储体,六管静态存储电路,动态RAM存储元的基本结构,Cs,由存储元构成的存储信息的基本单元， 再由基本存储单元构成存储体。,1、存储体,存储器的组成,2、地址译码电路,为了区分存储体内的存储单元， 对存储单元进行的编号称为地址,地址,存储单元,3、控制电路,用来对存储单元进行读和写操作,地址译码组成,2）双译码方式：行和列译码,10条地址线： 行 5条，列5条译码后分别为32条线， 即利用64条线就可访问1024个单元。,1）单译码方式,10根地址译码后对应1024个单元， 即存储器内部需1024条线。,双译码存储器电路,一个实际静态RAM的例子,存储器的扩展,1）位扩展,2）存储单元的扩展,存储器的容量=N×B,N：表示存储单元的个数 B：表示每个单元存放二进制数的位数,如：2K*8位,存储器扩展举例：,1024*1位， 组成64K*8位,需要8片,构成8位需要：1024*8,构成64K需要：（1024*8）*64,所以共需要：64*8=512片,2K*4 位，组成64K*8位,需要 2*32=64片,8K*8位，组成64K*8位,存储器的扩展（位扩展）,存储器与CPU的连接,控制信号的连接,地址信号线的连接,读写信号线：R/W、RD、WE、OE 片选信号：CS、 高低字节的选择：A0、BHE 存储器/IO设备：M/IO,片内地址信号线连接（低地址线） 片选信号的连接（线选法和译码法）,线选法：,地址译码器,地址线,存储体的地址不连续。扩充的容量较小。,译码法：,片选信号,（高地址线）,片选信号,地址线,（高地址线）,线选法（p227图5.19）,#1 芯片的地址范围：0000H-1FFFH #2 芯片的地址范围：2000H-3FFFH,A13为片选,#1 芯片的地址范围：0000H-1FFFH #2 芯片的地址范围：8000H-9FFFH,A15为片选,线选法,线选法简单，节省译码电路， 但是地址分配重叠，且地址空间不连续。 在存储容量较小且不要求扩充的系统中， 存储单元的地址连续的情况下，可以采用。,译码法,全译码选择法：全部地址线参与译码？,部分译码选择法：部分高为地址线参与译码,无地址重叠区,可能出现地址重叠区,全译码法（p228图5.20）,74LS138：地址译码器,输入信号： A、B、C 控制信号：G、G2A、 G2B 输出信号： Y0Y7（低电平有效）,74LS138：地址译码器真值表,RAM与CPU的连接,EPROM与CPU的连接,D7-D0,D7-D0,D7-D0,A10-A0,A10-A0,A10-A0,部分译码法（p230图5.22）,8086系统存储体写选择输入信号的连接,存储器与CPU的连接,数据线的连接,存储单元 （BHE=0）,若按字节构成访问单元,D0D7 与存储单元相连接,若按字构成访问单元,D0D7（低字节）,存储单元（A0=0）,D8D15（高字节）,80386DX和80486微处理器的 存储体写选择输入信号的连接,现代RAM,内存条的构成,下图是三星的DDR内存条的正面以及背面。,1、PCB板 上图是Infineon原装256MB DDR266， 采用单面8颗粒TSOP封装。,Infineon(英飞菱)内存条结构剖析,2、金手指 这一根根黄色的接触点是内存与主板内存槽接触的部分，数据就是靠它们来传输的，通常称为金手指。,4、内存颗粒空位 在内存条上你可能常看到这样的空位， 这是因为采用的封装模式预留了一片内存芯片。,内存的芯片就是内存的灵魂所在， 内存的性能、速度、容量都是由内存芯片决定的。,3、内存芯片（颗粒）,5、电容 电容采用贴片式电容，它为提高内存条的稳定性起了很大作用。,6、电阻 电阻也是采用贴片式设计，一般好的内存条电阻的分布规划也很整齐合理。,7、内存固定卡缺口：内存插到主板上后，主板上的内存插槽会有两个夹子牢固的扣住内存，这个缺口便是用于固定内存用的。 8、内存脚缺口 内存的脚上的缺口一是用来防止内存插反的，二是用来区分不同的内存，以前的SDRAM内存条是有两个缺口的，而DDR则只有一个缺口，不能混插。,SPD是一个八脚的小芯片，它实际上是一个EEPROM可擦写存贮器，这的容量有256字节，可以写入一点信息，这信息中就可以包括内存的标准工作状态、速度、响应时间等，以协调计算机系统更好的工作。,9、SPD,另外内存条上一般还有芯片标志，通常包括厂商名称、单片容量、芯片类型、工作速度、生产日期等，其中还可能有电压、容量系数和一些厂商的特殊标识在里面。芯片标志是观察内存条性能参数的重要依据。,信息,中关村在线04年内存 专题图片鉴赏,（金士顿） Kingston ValueRAM DDR400 256MB*2,宇瞻Apacer 256MB UNB PC3200 （DDR400）*2,富豪 小金龙DDR500 256MB*2,金邦DDR400 256MB*2,胜创（kingmax）DDR500 512MB * 2,基本掌握 1、存储器的分类：外存和内存的区别； 2、内存的基本概念：存储元、存储单元， 存储容量等； 了解内存工作的基本原理和存储芯片的基本组成： 存储体、地址译码电路、读写控制逻辑、 数据缓冲区等； 重点掌握存储器的扩展 1、位扩展 2、地址扩展（线译码和全译码方法）,小结,作业：分析图示存储器扩展电路，并说明扩展存储单元的地址范围,
