微機(jī)接口原理課件第5章存儲(chǔ)器和高速緩存技術(shù)

1、1第第5章章 存儲(chǔ)器和高速緩存技術(shù)存儲(chǔ)器和高速緩存技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù)精品課程2 本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容l存儲(chǔ)器的分類存儲(chǔ)器的分類l存儲(chǔ)器的總線接口存儲(chǔ)器的總線接口l高速緩存簡(jiǎn)介高速緩存簡(jiǎn)介微機(jī)原理與接口技術(shù)精品課程3存儲(chǔ)器的分類及使用特點(diǎn)存儲(chǔ)器的分類及使用特點(diǎn)特點(diǎn)：特點(diǎn)：1. 主存儲(chǔ)器，主存儲(chǔ)器，CPU可對(duì)其字節(jié)單元直接進(jìn)行操縱（讀寫）可對(duì)其字節(jié)單元直接進(jìn)行操縱（讀寫） 2. 輔助存儲(chǔ)器，輔助存儲(chǔ)器， CPU不能直接操縱其各單元，必須通過不能直接操縱其各單元，必須通過 主存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)（以頁與內(nèi)存?zhèn)鬏敚┲鞔鎯?chǔ)器實(shí)現(xiàn)（以頁與內(nèi)存?zhèn)鬏敚?3. 動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)RAM需要一套復(fù)雜的刷新控

2、制電路支持（刷新周期需要一套復(fù)雜的刷新控制電路支持（刷新周期2ms）（作外存用，（作外存用，U盤）盤）（指（指Cache, 靜態(tài)高速靜態(tài)高速RAM）（作（作BIOS用）用）下面主要講兩個(gè)內(nèi)容：下面主要講兩個(gè)內(nèi)容： 1. 主存與主存與CPU的連接問題；的連接問題； 2. 高速緩存高速緩存Cache提高計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度的機(jī)理？提高計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度的機(jī)理？微機(jī)原理與接口技術(shù)精品課程4存儲(chǔ)器基本單元存儲(chǔ)器基本單元?jiǎng)討B(tài)存儲(chǔ)器單元?jiǎng)討B(tài)存儲(chǔ)器單元靜態(tài)存儲(chǔ)器單元靜態(tài)存儲(chǔ)器單元 可用于可用于cache接接X地址地址譯碼線譯碼線虛線框內(nèi)虛線框內(nèi)為六管存為六管存儲(chǔ)單元儲(chǔ)單元注：注：Cd 為為 T1管子極間電容；管子極間

3、電容； C 為線路分布電容；為線路分布電容； 兩電容均為看不見的電容，兩電容均為看不見的電容， 且且Cd 比比C小。小。微機(jī)原理與接口技術(shù)精品課程5存儲(chǔ)器件的總線接口存儲(chǔ)器件的總線接口RAMWR地址總線地址總線數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線ROM地址總線地址總線數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線 RD RD微機(jī)原理與接口技術(shù)精品課程6容量：容量：1K 4容量：容量：2K 8注：注：2114芯片的芯片的10管腳功能：管腳功能： 低電平低電平”寫寫”,高電平高電平“讀讀” 讀讀允許允許 片片工作工作允許允許 片片允許允許大存儲(chǔ)器是由很多小塊組合的大存儲(chǔ)器是由很多小塊組合的 這樣有利于增減而不浪費(fèi)硬件這樣有利于增減而不浪費(fèi)硬件微機(jī)

4、原理與接口技術(shù)精品課程7芯片連接舉例：芯片連接舉例： 請(qǐng)將兩片請(qǐng)將兩片2114（ 1K 4 ）通過）通過總線與總線與8088微處理微處理器連接。要求地址器連接。要求地址從從00000H開始。開始。地址如表。地址如表。微機(jī)原理與接口技術(shù)精品課程8改：改：2716芯片連接舉例：芯片連接舉例：請(qǐng)將請(qǐng)將4 4片片27162716（2K 2K 8 8）通過總線與通過總線與80888088微處理器連微處理器連接。共構(gòu)成接。共構(gòu)成8K8K8 8空間（空間（8KB8KB空間）。要求地址從空間）。要求地址從00000H00000H開始，要連續(xù)。地址如表。開始，要連續(xù)。地址如表。4.12微機(jī)原理與接口技術(shù)精品課程

5、9作業(yè)：作業(yè)：請(qǐng)將請(qǐng)將5 5片片27162716（2K 2K 8 8）通過總線與）通過總線與80888088微處理器微處理器連接。共構(gòu)成連接。共構(gòu)成10K10K8 8空間（空間（10KB10KB空間）。要求地空間）。要求地址從址從00000H00000H開始，要連續(xù)。開始，要連續(xù)。微機(jī)原理與接口技術(shù)精品課程10前述為前述為8位機(jī)（位機(jī)（8088為準(zhǔn)為準(zhǔn)16位機(jī)，對(duì)外是位機(jī)，對(duì)外是8位）的位）的主存連接情況。主存連接情況。16位、位、32位如何連接？位如何連接？ 地址所存器地址所存器奇地址奇地址存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器（放高（放高字節(jié)）字節(jié)）偶地址偶地址存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器（放低（放低字節(jié)）字節(jié)）A19A1 A0

6、BHE地址總線地址總線BHEA0A19A1D15D8D7D0數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線D15D0圖圖 16位微機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)存組織位微機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)存組織8086D15D00000FFFE0001FFFF微機(jī)原理與接口技術(shù)精品課程11FFFFFFFFFFFFFFFBFFFFFFFEFFFFFFFAFFFFFFFCFFFFFFF8 FFFFFFFDFFFFFFF9存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器3（最高字（最高字節(jié)）節(jié)）存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器2（次高字（次高字節(jié)）節(jié)）存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器1（次低字（次低字節(jié)）節(jié)）存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器0（最低字（最低字節(jié)）節(jié)）D31-D24A31A2 D15D8D23D16D7D0BE3 BE2 BE1 BE0 圖圖 32位微

7、機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)存組織位微機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)存組織作業(yè)：請(qǐng)大家研究作業(yè)：請(qǐng)大家研究32根地址線，四組存儲(chǔ)區(qū)的地址分配情況。根地址線，四組存儲(chǔ)區(qū)的地址分配情況。微機(jī)原理與接口技術(shù)精品課程12高檔微機(jī)系統(tǒng)中的高速緩存技術(shù)高檔微機(jī)系統(tǒng)中的高速緩存技術(shù) Cache 的命中率：的命中率： 256KB的代碼的代碼Cache，其命中率為，其命中率為97微機(jī)原理與接口技術(shù)精品課程13 存儲(chǔ)器總復(fù)習(xí)存儲(chǔ)器總復(fù)習(xí)l計(jì)算機(jī)主存占用地址總線的全部，下一章計(jì)算機(jī)主存占用地址總線的全部，下一章 可以看出外設(shè)只占用地址總線的前可以看出外設(shè)只占用地址總線的前16根。根。l主存由若干小存儲(chǔ)芯片組成，總線的使用主存由若干小存儲(chǔ)芯片組成，總線的使用 策略是：各小存儲(chǔ)芯片的片內(nèi)地址譯碼和策略是：各小存儲(chǔ)芯片的