微機(jī)接口課件第6章微型計(jì)算機(jī)中的存儲器

微機(jī)原理與接口技術(shù)作者：徐建平成貴學(xué)微機(jī)原理與接口技術(shù)作者：徐建平成貴學(xué)第6章微型計(jì)算機(jī)中的存儲器第6章微型計(jì)算機(jī)中的存儲器【本章內(nèi)容提要】

了解存儲器的分類和性能指標(biāo)掌握兩種典型的隨機(jī)存取存儲器的結(jié)構(gòu)和原理掌握兩種典型只讀存儲器的結(jié)構(gòu)和原理掌握高速緩沖存儲器的原理了解常用外部存儲器的結(jié)構(gòu)和主要性能指標(biāo)【本章內(nèi)容提要】了解存儲器的分類和性能指標(biāo)6.1存儲器入門存儲器是用來存儲程序和數(shù)據(jù)的主要部件，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的重要組成部分。有了存儲器，計(jì)算機(jī)就具有了記憶功能，從而保證計(jì)算機(jī)正常工作。6.1存儲器入門存儲器是用來存儲程序和數(shù)據(jù)的主要部件，是6.1.1存儲器的分類按照存儲器在微機(jī)系統(tǒng)中作用的不同，存儲器可分為外存儲器和內(nèi)存儲器。按照存儲介質(zhì)的不同，存儲器可分為半導(dǎo)體存儲器、磁介質(zhì)存儲器和光存儲器。按照存取方式的不同，內(nèi)存儲器可分為隨機(jī)存取存儲器（RAM）和只讀存儲器（ROM）。

6.1.1存儲器的分類按照存儲器在微機(jī)系統(tǒng)中作用的不同，6.1.2存儲器的性能指標(biāo)存儲器容量：存儲器中所包含存儲單元的總數(shù)，單位是字節(jié)（B）。存儲器容量越大，存儲的信息越多，計(jì)算機(jī)的性能也就越強(qiáng)。存取時(shí)間：存儲器完成一次讀寫操作所需的時(shí)間，單位為ns（納秒，1ns＝10-9s）。故障平均間隔時(shí)間（MTBF）：MTBF越長，可靠性越高。6.1.2存儲器的性能指標(biāo)存儲器容量：存儲器中所包含存儲連續(xù)兩次讀寫操作之間所需的最短時(shí)間間隔稱為存儲周期。存儲器每秒鐘可讀寫的數(shù)據(jù)量稱為存儲器帶寬或數(shù)據(jù)傳輸速率，單位為Bps（或B/s）。存取周期和存儲器帶寬也常作為存儲器的性能指標(biāo)。連續(xù)兩次讀寫操作之間所需的最短時(shí)間間隔稱為存儲周期。6.2隨機(jī)存取存儲器隨機(jī)存取存儲器RAM（RandomAccessMemory）也稱為隨機(jī)讀/寫存儲器，它既可以直接從任何一個(gè)指定的存儲單元中讀出數(shù)據(jù)，也可以將數(shù)據(jù)寫入任何一個(gè)指定的存儲單元中。隨機(jī)存取存儲器可分為靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器（SRAM）和動態(tài)隨機(jī)存取存儲器（DRAM）兩大類。6.2隨機(jī)存取存儲器隨機(jī)存取存儲器RAM（Random多個(gè)基本存儲單元排列成矩陣的形式稱為存儲體一個(gè)存儲體往往由多個(gè)芯片組成。因此，系統(tǒng)每次訪問存儲器時(shí)，首先要選片，CPU對被選中的芯片上的存儲單元可進(jìn)行讀/寫操作。多個(gè)基本存儲單元排列成矩陣的形式稱為存儲體6.2.1靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器6264靜態(tài)RAM的基本存儲電路是由6個(gè)MOS管構(gòu)成的觸發(fā)器，每個(gè)觸發(fā)器存儲一位二進(jìn)制信息。靜態(tài)RAM的集成度低，與動態(tài)RAM相比，它不需要設(shè)置刷新電路，故擴(kuò)展電路比較簡單。由于靜態(tài)RAM是通過有源電路來保持存儲器中的數(shù)據(jù)，因此它的功耗大。6.2.1靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器6264靜態(tài)RAM的基本存儲電靜態(tài)RAM的單片容量有不同的規(guī)格，目前最常用的有6116（2K×8）和6264（8K×8）。下面介紹典型的靜態(tài)RAM6264。靜態(tài)RAM的單片容量有不同的規(guī)格，目前最常用的有6116（2１、6264的引腳及其功能6264是一個(gè)8K×8位靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器芯片，其引腳包含13條地址線A0~A128條雙向數(shù)據(jù)線D0~D72個(gè)片選控制端CS1和CS21個(gè)輸出允許端OE1個(gè)寫允許端WE１、6264的引腳及其功能6264是一個(gè)8K×8微機(jī)接口課件第6章微型計(jì)算機(jī)中的存儲器微機(jī)接口課件第6章微型計(jì)算機(jī)中的存儲器2．靜態(tài)RAM6264的工作過程從靜態(tài)RAM6264芯片某個(gè)存儲單元中讀出數(shù)據(jù)的時(shí)序圖如圖6-2所示，過程如下：2．靜態(tài)RAM6264的工作過程從靜態(tài)RAM6264芯片微機(jī)接口課件第6章微型計(jì)算機(jī)中的存儲器微機(jī)接口課件第6章微型計(jì)算機(jī)中的存儲器3．與系統(tǒng)的連接

靜態(tài)RAM6264與系統(tǒng)的連接方法如下：芯片上的數(shù)據(jù)線直接連接到系統(tǒng)總線的數(shù)據(jù)總線上由于CPU總線的低位地址決定了每個(gè)存儲單元的片內(nèi)地址，故將芯片的地址線直接連接到系統(tǒng)總線的低位地址線上；OE和WE分別同MEMW和MEMR相接，使系統(tǒng)總線的讀/寫信號控制芯片的讀/寫操作；CS2接高電平5V。3．與系統(tǒng)的連接靜態(tài)RAM6264與系統(tǒng)的連接方法如由于CPU總線的高位地址決定了芯片的地址范圍，故將高位地址線通過一個(gè)譯碼器產(chǎn)生CS1片選信號。將所有高位地址線作為譯碼器輸入，從而得到存儲器芯片地址范圍的譯碼連接方式稱為全地址譯碼連接。由于CPU總線的高位地址決定了芯片的地址范圍，故將高位地址線計(jì)算地址范圍的方法是：譯碼器的輸入信號（A19~A13）為0011111（高7位地址），低13位地址（A12~A0）可以是全0到全1之間。計(jì)算地址范圍的方法是：圖6-46264的全地址譯碼連接

圖6-46264的全地址譯碼連接只將系統(tǒng)總線的部分高位地址線作為譯碼器的輸入，從而得到存儲器芯片地址范圍的譯碼連接方式稱為部分地址譯碼連接。如圖6-5所示，A16和A18兩條高位地址線未參加譯碼，故該芯片在內(nèi)存中的地址范圍為AE000H~AFFFFH，BE000H~BFFFFH，EE000H~EFFFFH和FE000H~FFFFFH。這意味著系統(tǒng)可用的存儲空間減少了。

只將系統(tǒng)總線的部分高位地址線作為譯碼器的輸入，從而得到存儲器微機(jī)接口課件第6章微型計(jì)算機(jī)中的存儲器6.2.2動態(tài)隨機(jī)存取存儲器2164動態(tài)RAM的基本存儲電路是MOS電路中的柵極電容，它是以電容上電荷的存儲和轉(zhuǎn)移來存儲信息的電容上有無電荷被視為邏輯1和0。由于電容上的電荷會泄露，需要定時(shí)充電來保證存儲內(nèi)容不丟失，因此，動態(tài)RAM需要設(shè)置刷新電路擴(kuò)展電路比較復(fù)雜。但與靜態(tài)RAM相比，動態(tài)RAM集成度高、功耗低，故成本也低，適于作大容量存儲器。

6.2.2動態(tài)隨機(jī)存取存儲器2164動態(tài)RAM的基本存儲電路1．2164的引腳及內(nèi)部結(jié)構(gòu)2164是一個(gè)64K×1位的動態(tài)RAM芯片其引腳包含8條地址線A0~A7數(shù)據(jù)輸入端DIN，數(shù)據(jù)輸出端DOUT行地址選通RAS，列地址選通CAS寫允許端WE（高電平時(shí)為數(shù)據(jù)讀出，低電平時(shí)為數(shù)據(jù)寫入），如圖6-6所示。1．2164的引腳及內(nèi)部結(jié)構(gòu)2164是一個(gè)64K×1位的動態(tài)微機(jī)接口課件第6章微型計(jì)算機(jī)中的存儲器2164的容量為64K，故應(yīng)需要16條地址線來對它進(jìn)行尋址。但實(shí)際上2164只有8條地址線為此，采用行地址和列地址分時(shí)傳送的方法來確定芯片內(nèi)存儲單元的地址行地址和列地址共用8條地址線。2164的容量為64K，故應(yīng)需要16條地址線來對它進(jìn)行尋址。2164芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖6-7所示，64KB的存儲體由4個(gè)128×128的存儲矩陣構(gòu)成每個(gè)存儲矩陣由7條行地址線和7條列地址線選擇相應(yīng)的存儲單元。7條行地址線經(jīng)過譯碼器產(chǎn)生128條行選擇線，可選擇128行；7條列地址線經(jīng)過譯碼器產(chǎn)生128條列選擇線，可選擇128列。2164芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖6-7所示，微機(jī)接口課件第6章微型計(jì)算機(jī)中的存儲器2．動態(tài)RAM2164的工作過程

2．動態(tài)RAM2164的工作過程微機(jī)接口課件第6章微型計(jì)算機(jī)中的存儲器3．動態(tài)RAM2164的刷新動態(tài)RAM與靜態(tài)RAM最大的不同就是不能長時(shí)間保存數(shù)據(jù)。由于電容不能長期保持其內(nèi)部存儲的電荷，因此它需要在電荷消失之前進(jìn)行刷新操作，以保持電荷穩(wěn)定。這種通過對動態(tài)RAM的存儲單元執(zhí)行重讀操作，以保持電荷穩(wěn)定的過程稱為動態(tài)存儲器的刷新。

3．動態(tài)RAM2164的刷新動態(tài)RAM與靜態(tài)RAM最大的不刷新是按行進(jìn)行的，故只需由行選通信號RAS激活每一行的存儲單元，而不需要列選通信號CAS，即可完成對指定行的刷新。例如，在PC/XT微型機(jī)中，動態(tài)RAM刷新是利用DMA控制器實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)DMA控制器接收到DMA請求時(shí)，便送出到刷新的行地址，從而完成指定行的刷新。刷新是按行進(jìn)行的，故只需由行選通信號RAS激活每一行的存儲單6.2.3存儲器的擴(kuò)展在實(shí)際應(yīng)用中，由于單片存儲器芯片的容量很有限，很難滿足實(shí)際存儲容量的要求，因此，常需要用多片存儲器芯片構(gòu)成一個(gè)大容量的存儲器。

6.2.3存儲器的擴(kuò)展在實(shí)際應(yīng)用中，由于單片存儲器芯片的容1．位擴(kuò)展位擴(kuò)展是指增加存儲器的字長，即對每個(gè)存儲單元的位數(shù)進(jìn)行擴(kuò)展。例如，怎樣用8K×1的RAM芯片構(gòu)成8K×8的存儲器系統(tǒng)?由于存儲器的字?jǐn)?shù)與存儲器芯片的字?jǐn)?shù)相同，8K=213，故需要13條地址線（A12~A0）對芯片內(nèi)的存儲單元尋址；由于每個(gè)芯片只有1條數(shù)據(jù)線，故需要8片這樣的芯片1．位擴(kuò)展位擴(kuò)展是指增加存儲器的字長，即對每個(gè)存儲單元的位數(shù)微機(jī)接口課件第6章微型計(jì)算機(jī)中的存儲器2．字?jǐn)U展字?jǐn)U展是指增加存儲器字的數(shù)量，即對存儲單元的個(gè)數(shù)進(jìn)行擴(kuò)展。例如，怎樣用4個(gè)16K×8芯片構(gòu)成一個(gè)64K×8的存儲器系統(tǒng)？由于16K=214，故每個(gè)芯片有14位地址線，8條數(shù)據(jù)線。2．字?jǐn)U展字?jǐn)U展是指增加存儲器字的數(shù)量，即對存儲單元的個(gè)數(shù)進(jìn)微機(jī)接口課件第6章微型計(jì)算機(jī)中的存儲器微機(jī)接口課件第6章微型計(jì)算機(jī)中的存儲器3．字位擴(kuò)展字位擴(kuò)展是指字?jǐn)U展和位擴(kuò)展的組合。若使用L×K位存儲器芯片構(gòu)成一個(gè)容量為M×N位(M>L，N>K)的存儲器，那么這個(gè)存儲器共需要(M/L)×(N/K)個(gè)存儲器芯片。連接時(shí)可將這些芯片分成(M/L)個(gè)組，每組有(N/K)個(gè)芯片，組內(nèi)采用位擴(kuò)展法，組間采用字?jǐn)U展法。

3．字位擴(kuò)展字位擴(kuò)展是指字?jǐn)U展和位擴(kuò)展的組合。6.3只讀存儲器只讀存儲器ROM（Read-OnlyMemory）是一種非易失性的半導(dǎo)體存儲器。它的特點(diǎn)是：數(shù)據(jù)只能讀出不能寫入，并且存儲的數(shù)據(jù)穩(wěn)定，不會因斷電而消失，常用于存儲不需要更改的程序和數(shù)據(jù)。6.3只讀存儲器只讀存儲器ROM（Read-OnlyMROM有以下幾種類型：掩膜只讀存儲器ROM：存儲的信息在制造過程中就固化好了，用戶只能讀出其信息而不能加以修改。可編程只讀存儲器PROM（ProgrammableROM）：只允許寫入一次數(shù)據(jù)，寫入后不允許修改。用特殊的方法將信息寫入的過程稱為編程。紫外線可擦除可編程只讀存儲器EPROM（ErasablePROM）：具有擦除功能，擦出后可重新寫入，可重復(fù)使用。利用紫外線照射把存儲的內(nèi)容擦除，再利用高電壓重新編程寫入。ROM有以下幾種類型：掩膜只讀存儲器ROM：存儲的信息在制造電可擦除可編程只讀存儲器EEPROM（ElectricallyEPROM）：與EPROM類似，只是使用電信號進(jìn)行擦除，比EPROM更為方便。閃速存儲器（FlashMemory）：新型的半導(dǎo)體存儲器，具有非易失性、電擦除性和高可靠性。電可擦除可編程只讀存儲器EEPROM（Electricall6.3.1EPROM2764可擦除重寫只讀存儲器EPROM27646.3.1EPROM2764可擦除重寫只讀存儲器EPRO1．EPROM2764的引腳及其功能2764是一個(gè)8K×8位的紫外線可擦除可編程只讀存儲器芯片，其引腳定義及功能如下：A0~A12：13條地址線，該芯片上有8K（213＝8192）個(gè)存儲單元。D0~D7：8條數(shù)據(jù)線，每個(gè)存儲單元存儲一個(gè)字節(jié)的信息。1．EPROM2764的引腳及其功能2764是一個(gè)8K×8CE：選片控制端，為低電平時(shí)，表示該芯片被選中。OE：輸出允許端，為低電平時(shí)，表示從數(shù)據(jù)線輸出數(shù)據(jù)。PGM：編程脈沖輸入端。對EPROM編程時(shí)，輸入編程脈沖；讀操作時(shí)，輸入高電平。Vpp是編程電源；Vcc是主電源。CE：選片控制端，為低電平時(shí)，表示該芯片被選中。微機(jī)接口課件第6章微型計(jì)算機(jī)中的存儲器2．EPROM2764的讀出操作

2．EPROM2764的讀出操作3．EPROM2764的編程寫入對EPROM的編程方式有兩種：標(biāo)準(zhǔn)編程方式和快速編程方式。標(biāo)準(zhǔn)編程方式是指每出現(xiàn)一個(gè)編程負(fù)脈沖就寫入一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。

3．EPROM2764的編程寫入對EPROM的編程方式有兩具體編程過程如下：①VCC接﹢5V，VPP加上芯片要求的高電壓（如Vpp＝+25V）；②將要編程存儲單元的地址送到A0~A12；③使CE為低電平，OE為高電平；④將要寫入的數(shù)據(jù)送到D0~D7；⑤上述信號穩(wěn)定后，在PGM端加上50±5ms的負(fù)脈沖；⑥將一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)寫入相應(yīng)的存儲單元中。重復(fù)這個(gè)過程，即可完成整個(gè)芯片的寫入。具體編程過程如下：①VCC接﹢5V，VPP加上芯片要求的高電如果其他操作不變，只是在每寫入一個(gè)單元的數(shù)據(jù)后將OE變?yōu)榈碗娖?，則可以對每次寫入的數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，或者全部寫完后再進(jìn)行校驗(yàn)?？焖倬幊谭绞绞褂玫氖菍挾群苷木幊堂}沖，編程過程與標(biāo)準(zhǔn)編程方式相同，可對出現(xiàn)錯(cuò)誤的單元進(jìn)行多次重寫。如果其他操作不變，只是在每寫入一個(gè)單元的數(shù)據(jù)后將OE變?yōu)榈碗?．EPROM2764的擦除操作EPROM允許擦除上萬次，一片新的或擦除干凈的EPROM芯片，其每個(gè)存儲單元的內(nèi)容都是0FFH。擦除時(shí)，用紫外線照射EPROM窗口15~20分鐘即可擦除干凈。只有擦除干凈的EPROM才能對其進(jìn)行編程。

4．EPROM2764的擦除操作EPROM允許擦除上萬次，6.3.2電可擦除只讀存儲器EEPROM98C64

電可擦除只讀存儲器6.3.2電可擦除只讀存儲器EEPROM98C64電1．EEPROM98C64的引腳及其功能98C64是一個(gè)8K×8位電可擦除可編程只讀存儲器芯片

1．EEPROM98C64的引腳及其功能98C64是一個(gè)8K微機(jī)接口課件第6章微型計(jì)算機(jī)中的存儲器引腳定義及功能如下

A0~A12：13條地址線，該芯片上有8K（213＝8192）個(gè)存儲單元。D0~D7：8條數(shù)據(jù)線，每個(gè)存儲單元存儲一個(gè)字節(jié)的信息。CE：選片控制端，為低電平時(shí)，表示該芯片被選中。OE：輸出允許端，當(dāng)CE和OE為低電平、WE為高電平時(shí)，可以將選中內(nèi)存單元中的數(shù)據(jù)讀出。WE：寫允許端，當(dāng)CE為低電平、OE為高電平、WE為低電平時(shí)，可以將數(shù)據(jù)寫入選定的存儲單元。READY/BUSY：狀態(tài)輸出端，寫入數(shù)據(jù)時(shí)，輸出低電平；寫操作結(jié)束后，輸出高電平。引腳定義及功能如下A0~A12：13條地址線，該芯片上有82．EEPROM98C64的讀出操作98C64的讀出操作的過程與EPROM和RAM芯片相似，只要當(dāng)CE和OE為低電平、WE為高電平時(shí)，就可以將選中內(nèi)存單元中的數(shù)據(jù)讀出。2．EEPROM98C64的讀出操作98C64的讀出操作的3．EEPROM98C64的編程寫入對EPROM的編程方式有兩種：字節(jié)寫入方式和自動頁寫入方式。字節(jié)寫入方式是指每次寫入一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。3．EEPROM98C64的編程寫入對EPROM的編程方式微機(jī)接口課件第6章微型計(jì)算機(jī)中的存儲器自動頁寫入方式是指每次寫完一頁的數(shù)據(jù)。一頁數(shù)據(jù)包含32個(gè)字節(jié)，低位地址A4~A0用于在頁內(nèi)尋址；高位地址A12~A5為頁地址，用于決定訪問哪一頁數(shù)據(jù)。只有當(dāng)一頁數(shù)據(jù)寫入完成后，即READY/BUSY端的狀態(tài)由低電平變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，才能開始下一頁數(shù)據(jù)的寫入。自動頁寫入方式是指每次寫完一頁的數(shù)據(jù)。4．EEPROM98C64的擦除操作98C64的擦除操作的過程與編程寫入是一樣的，只是擦除時(shí)向存儲單元中寫入的都是0FFH。擦除的方式可以是字節(jié)擦除和整片擦除。字節(jié)擦除操作的過程同字節(jié)寫入的過程相同。整片擦除的方法是：將FFH送到D0~D7上，使CE為低電平，WE為低電平，并在OE端加上﹢15V電壓，保持10ms，即可將整個(gè)芯片擦除干凈。4．EEPROM98C64的擦除操作98C64的擦除操作的6.4高速緩沖存儲器在存儲系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)中，高速緩沖存儲器（Cache）是介于中央處理器和主存儲器之間的一級存儲器。它采用的是速度更快、價(jià)格更高的半導(dǎo)體靜態(tài)存儲器，用來存放當(dāng)前使用最頻繁的程序和數(shù)據(jù)，目的是提高CPU對存儲器的訪問速度。6.4高速緩沖存儲器在存儲系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)中，高速緩沖存儲6.4.1Cache的工作原理Cache的實(shí)現(xiàn)原理是：將CPU最近最可能用到的指令或數(shù)據(jù)從主存復(fù)制到Cache中當(dāng)CPU下次再用到這些信息時(shí)，就不必訪問慢速的主存，而直接從快速的Cache中得到從而提高訪問速度。6.4.1Cache的工作原理Cache的實(shí)現(xiàn)原理是：微機(jī)接口課件第6章微型計(jì)算機(jī)中的存儲器微機(jī)接口課件第6章微型計(jì)算機(jī)中的存儲器6.4.2Cache的地址映射被復(fù)制到Cache中的數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的地址與在Cache中的地址之間的對應(yīng)關(guān)系稱為Cache的地址映射。6.4.2Cache的地址映射被復(fù)制到Cache中的數(shù)據(jù)為了方便管理，將主存和Cache都分成大小相等的若干頁。設(shè)主存容量為2n，Cache容量為2m，頁的大小為2p（即頁內(nèi)地址有p位），則主存的頁號（即頁地址）共有n－p位，Cache頁號共有m－p位。這樣，在進(jìn)行地址映射時(shí)，就是把主存頁映射到Cache頁上（即頁號的映射）。為了方便管理，將主存和Cache都分成大小相等的若干頁。Cache通常使用的映射方法有三種：全相聯(lián)映射：允許主存的任意一頁映射到Cache的任意一頁。這種方法的沖突概率小，但實(shí)現(xiàn)的硬件價(jià)格昂貴。直接映射：主存的頁號B與Cache的頁號b需滿足：b＝Bmod2m-p。這種方法實(shí)現(xiàn)簡單、速度快，但沖突概率高。Cache通常使用的映射方法有三種：組相聯(lián)映射：將主存和Cache分組，再將主存進(jìn)一步分區(qū)，采用組間直接映射和組內(nèi)全相聯(lián)映射的方法。組相聯(lián)映射：將主存和Cache分組，再將主存進(jìn)一步分區(qū)，采用6.4.3Cache的替換策略當(dāng)CPU訪問的數(shù)據(jù)不在Cache中（即Cache不命中）時(shí)，要訪問主存，并把數(shù)據(jù)所在的頁調(diào)入Cache，以替換Cache中的頁。6.4.3Cache的替換策略當(dāng)CPU訪問的數(shù)據(jù)不在CaCache的替換策略有：隨機(jī)替換算法：從Cache中隨機(jī)地選一頁替換。先進(jìn)先出（FIFO）算法：選擇最先調(diào)入的頁替換。最近最少使用（LRU）算法：選擇最近最少使用的頁替換。最久沒有使用（LFU）算法：選擇最長時(shí)間不使用的頁替換。Cache的替換策略有：6.4.4Cache與主存的一致性Cache中保存的數(shù)據(jù)實(shí)際上是主存中相應(yīng)數(shù)據(jù)的副本。當(dāng)CPU要訪問的數(shù)據(jù)在Cache中時(shí)，CPU將直接訪問Cache而不是訪問主存。如果CPU改變了Cache中的內(nèi)容，而主存的內(nèi)容沒有變，這時(shí)，就要考慮Cache與主存的一致性問題。6.4.4Cache與主存的一致性Cache中保存的數(shù)據(jù)對于這種情況，常用的解決方法有：寫貫穿法（WT）：在對Cache進(jìn)行寫操作的同時(shí)，也寫入主存，如圖6-18所示?；貙懛ǎ╓B）：在對Cache進(jìn)行些操作時(shí)，不寫入主存，只是在Cache中加以標(biāo)記。只有當(dāng)Cache中的數(shù)據(jù)被再次更改時(shí)，才將原更新的數(shù)據(jù)寫入主存，如圖6-19所示。對于這種情況，常用的解決方法有：微機(jī)接口課件第6章微型計(jì)算機(jī)中的存儲器6.5外部存儲器

6.5外部存儲器6.5.1硬盤的結(jié)構(gòu)與主要性能指標(biāo)硬盤由具有磁性物質(zhì)的多個(gè)盤片制成，并且這些盤片重疊起來被密封于金屬殼體內(nèi)。磁盤片是硬盤存儲數(shù)據(jù)的載體，磁盤片的表面為記錄面，被劃分成若干個(gè)不同半徑的同心圓，稱為磁道。硬盤是通過磁道上磁性物質(zhì)的狀態(tài)來存儲信息的。磁盤的每個(gè)記錄面都有一個(gè)磁頭，磁頭固定在磁頭架上，用來讀取或者修改盤片上磁性物質(zhì)的狀態(tài)。磁盤片在主軸電機(jī)的帶動下以很高的速度旋轉(zhuǎn)，磁頭通過磁頭架的徑向移動實(shí)現(xiàn)磁道的選擇。6.5.1硬盤的結(jié)構(gòu)與主要性能指標(biāo)硬盤由具有磁性物質(zhì)的多微機(jī)接口課件第6章微型計(jì)算機(jī)中的存儲器微機(jī)接口課件第6章微型計(jì)算機(jī)中的存儲器磁盤上的信息是按區(qū)域存放的，稱為記錄區(qū)。將磁盤上的每個(gè)磁道劃分為若干個(gè)扇形區(qū)域，每個(gè)區(qū)域叫做一個(gè)扇區(qū)。為了定位每個(gè)記錄區(qū)，首先應(yīng)為磁頭、磁道和扇區(qū)進(jìn)行編號。對磁道的編號按照由外向內(nèi)的順序，依次是0磁道到n磁道。因此，信息的存放位置可以表示為：××磁頭，××磁道，××扇區(qū)。

磁盤上的信息是按區(qū)域存放的，稱為記錄區(qū)。決定硬盤性能的幾個(gè)重要指標(biāo)的意義如下：容量：目前常見的硬盤存儲容量有120GB，160GB、180GB、250GB、500GB等。轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)速是決定硬盤內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率的決定因素之一，也是區(qū)別硬盤檔次的重要標(biāo)志?，F(xiàn)在主流的硬盤轉(zhuǎn)速一般為7200rpm（轉(zhuǎn)/分鐘）或更高。高速緩存：高速緩存是為解決硬盤與CPU之間的速度不匹配問題而設(shè)置的，緩存越大越有利于提高硬盤的讀寫速度。目前主流硬盤的緩存主要有2MB、8MB和16MB。平均尋道時(shí)間：平均尋道時(shí)間是指磁頭移動到數(shù)據(jù)所在磁道需要的時(shí)間。目前主流硬盤的平均尋道時(shí)間一般在9ms以下。決定硬盤性能的幾個(gè)重要指標(biāo)的意義如下：容量：目前常見的硬盤存6.5.2光盤的構(gòu)造與光驅(qū)的主要性能指標(biāo)光盤是利用光信號進(jìn)行讀/寫信息的存儲介質(zhì)，具有存取速度快、存儲容量大、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。6.5.2光盤的構(gòu)造與光驅(qū)的主要性能指標(biāo)光盤是利用光信號

常見光盤有CD和DVD兩種類型。如果從使用的角度來劃分，CD光盤和DVD光盤又可分為：CD-ROM與DVD-ROM（只讀型光盤）：生產(chǎn)廠家在出廠時(shí)已預(yù)先寫入數(shù)據(jù)信息，用戶只能讀取不能寫入或修改。CD-R與DVD-R（一次寫入型光盤）：用戶可以寫入信息，但只能寫入一次，信息一旦寫入后，將永久地保存在光盤上，只能讀取不能重寫或修改。CD-RW與DVD-RW（可擦寫光盤）：用戶可重復(fù)讀寫。常見光盤有CD和DVD兩種類型。如果從使用的角度來CD-ROM的構(gòu)造CD-ROM的構(gòu)造光盤驅(qū)動器的主要性能指標(biāo)有：數(shù)據(jù)傳輸速率：指光驅(qū)在1秒內(nèi)所能讀取的最大數(shù)據(jù)量，150KB/s的數(shù)據(jù)傳輸速率為單倍速光驅(qū)，目前CD-ROM所能達(dá)到的最大CD讀取速度是56倍速。平均訪問時(shí)間：又稱平均尋道時(shí)間，指光驅(qū)從接到讀取命令后到實(shí)際讀出第一個(gè)數(shù)據(jù)位之間的時(shí)間延遲，單位為ms（毫秒）。光盤驅(qū)動器的主要性能指標(biāo)有：數(shù)據(jù)傳輸速率：指光驅(qū)在1秒內(nèi)所能高速緩存：提供一個(gè)數(shù)據(jù)緩沖，用于臨時(shí)存放從光盤中讀取的數(shù)據(jù)，能在一定程度上提高數(shù)據(jù)傳輸效率。目前市面上流行的光驅(qū)都在128KB~256KB，甚至有的達(dá)到512KB。CPU占用時(shí)間：指光驅(qū)在維持一定的轉(zhuǎn)速和數(shù)據(jù)傳輸速率時(shí)所占用CPU的時(shí)間高速緩存：提供一個(gè)數(shù)據(jù)緩沖，用于臨時(shí)存放從光盤中讀取的數(shù)據(jù)，6.5.3U盤的結(jié)構(gòu)與主要性能指標(biāo)

U盤是基于USB接口、以閃存芯片為存儲介質(zhì)的無需驅(qū)動器的新一代存儲設(shè)備。U盤的結(jié)構(gòu)基本上由以下幾部分組成：USB端口：負(fù)責(zé)連接直接，是數(shù)據(jù)輸入和輸出的通道。主控芯片：負(fù)責(zé)各部件的協(xié)調(diào)管理和各項(xiàng)動作指令的發(fā)布。FLASH（閃存）芯片：是保存數(shù)據(jù)的主體，可長期保存，斷電后數(shù)據(jù)不會丟失。PCB底板：將各部件連接在一起，提供數(shù)據(jù)處理的平臺。6.5.3U盤的結(jié)構(gòu)與主要性能指標(biāo)U盤是基于UU盤的主要性能指標(biāo)存儲容量數(shù)據(jù)讀取速率數(shù)據(jù)寫入速率支持接口類型支持的操作系統(tǒng)是否支持分區(qū)加密功能數(shù)據(jù)保存時(shí)間等。U盤的主要性能指標(biāo)存儲容量高端的還有：智能糾錯(cuò)技術(shù)（指在數(shù)據(jù)寫入時(shí)，由其內(nèi)部的數(shù)據(jù)糾錯(cuò)軟件對寫入數(shù)據(jù)及時(shí)巡檢并同原始數(shù)據(jù)進(jìn)行核對）。高端的還有：微機(jī)原理與接口技術(shù)作者：徐建平成貴學(xué)微機(jī)原理與接口技術(shù)作者：徐建平成貴學(xué)第6章微型計(jì)算機(jī)中的存儲器第6章微型計(jì)算機(jī)中的存儲器【本章內(nèi)容提要】

了解存儲器的分類和性能指標(biāo)掌握兩種典型的隨機(jī)存取存儲器的結(jié)構(gòu)和原理掌握兩種典型只讀存儲器的結(jié)構(gòu)和原理掌握高速緩沖存儲器的原理了解常用外部存儲器的結(jié)構(gòu)和主要性能指標(biāo)【本章內(nèi)容提要】了解存儲器的分類和性能指標(biāo)6.1存儲器入門存儲器是用來存儲程序和數(shù)據(jù)的主要部件，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的重要組成部分。有了存儲器，計(jì)算機(jī)就具有了記憶功能，從而保證計(jì)算機(jī)正常工作。6.1存儲器入門存儲器是用來存儲程序和數(shù)據(jù)的主要部件，是6.1.1存儲器的分類按照存儲器在微機(jī)系統(tǒng)中作用的不同，存儲器可分為外存儲器和內(nèi)存儲器。按照存儲介質(zhì)的不同，存儲器可分為半導(dǎo)體存儲器、磁介質(zhì)存儲器和光存儲器。按照存取方式的不同，內(nèi)存儲器可分為隨機(jī)存取存儲器（RAM）和只讀存儲器（ROM）。

6.1.1存儲器的分類按照存儲器在微機(jī)系統(tǒng)中作用的不同，6.1.2存儲器的性能指標(biāo)存儲器容量：存儲器中所包含存儲單元的總數(shù)，單位是字節(jié)（B）。存儲器容量越大，存儲的信息越多，計(jì)算機(jī)的性能也就越強(qiáng)。存取時(shí)間：存儲器完成一次讀寫操作所需的時(shí)間，單位為ns（納秒，1ns＝10-9s）。故障平均間隔時(shí)間（MTBF）：MTBF越長，可靠性越高。6.1.2存儲器的性能指標(biāo)存儲器容量：存儲器中所包含存儲連續(xù)兩次讀寫操作之間所需的最短時(shí)間間隔稱為存儲周期。存儲器每秒鐘可讀寫的數(shù)據(jù)量稱為存儲器帶寬或數(shù)據(jù)傳輸速率，單位為Bps（或B/s）。存取周期和存儲器帶寬也常作為存儲器的性能指標(biāo)。連續(xù)兩次讀寫操作之間所需的最短時(shí)間間隔稱為存儲周期。6.2隨機(jī)存取存儲器隨機(jī)存取存儲器RAM（RandomAccessMemory）也稱為隨機(jī)讀/寫存儲器，它既可以直接從任何一個(gè)指定的存儲單元中讀出數(shù)據(jù)，也可以將數(shù)據(jù)寫入任何一個(gè)指定的存儲單元中。隨機(jī)存取存儲器可分為靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器（SRAM）和動態(tài)隨機(jī)存取存儲器（DRAM）兩大類。6.2隨機(jī)存取存儲器隨機(jī)存取存儲器RAM（Random多個(gè)基本存儲單元排列成矩陣的形式稱為存儲體一個(gè)存儲體往往由多個(gè)芯片組成。因此，系統(tǒng)每次訪問存儲器時(shí)，首先要選片，CPU對被選中的芯片上的存儲單元可進(jìn)行讀/寫操作。多個(gè)基本存儲單元排列成矩陣的形式稱為存儲體6.2.1靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器6264靜態(tài)RAM的基本存儲電路是由6個(gè)MOS管構(gòu)成的觸發(fā)器，每個(gè)觸發(fā)器存儲一位二進(jìn)制信息。靜態(tài)RAM的集成度低，與動態(tài)RAM相比，它不需要設(shè)置刷新電路，故擴(kuò)展電路比較簡單。由于靜態(tài)RAM是通過有源電路來保持存儲器中的數(shù)據(jù)，因此它的功耗大。6.2.1靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器6264靜態(tài)RAM的基本存儲電靜態(tài)RAM的單片容量有不同的規(guī)格，目前最常用的有6116（2K×8）和6264（8K×8）。下面介紹典型的靜態(tài)RAM6264。靜態(tài)RAM的單片容量有不同的規(guī)格，目前最常用的有6116（2１、6264的引腳及其功能6264是一個(gè)8K×8位靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器芯片，其引腳包含13條地址線A0~A128條雙向數(shù)據(jù)線D0~D72個(gè)片選控制端CS1和CS21個(gè)輸出允許端OE1個(gè)寫允許端WE１、6264的引腳及其功能6264是一個(gè)8K×8微機(jī)接口課件第6章微型計(jì)算機(jī)中的存儲器微機(jī)接口課件第6章微型計(jì)算機(jī)中的存儲器2．靜態(tài)RAM6264的工作過程從靜態(tài)RAM6264芯片某個(gè)存儲單元中讀出數(shù)據(jù)的時(shí)序圖如圖6-2所示，過程如下：2．靜態(tài)RAM6264的工作過程從靜態(tài)RAM6264芯片微機(jī)接口課件第6章微型計(jì)算機(jī)中的存儲器微機(jī)接口課件第6章微型計(jì)算機(jī)中的存儲器3．與系統(tǒng)的連接

靜態(tài)RAM6264與系統(tǒng)的連接方法如下：芯片上的數(shù)據(jù)線直接連接到系統(tǒng)總線的數(shù)據(jù)總線上由于CPU總線的低位地址決定了每個(gè)存儲單元的片內(nèi)地址，故將芯片的地址線直接連接到系統(tǒng)總線的低位地址線上；OE和WE分別同MEMW和MEMR相接，使系統(tǒng)總線的讀/寫信號控制芯片的讀/寫操作；CS2接高電平5V。3．與系統(tǒng)的連接靜態(tài)RAM6264與系統(tǒng)的連接方法如由于CPU總線的高位地址決定了芯片的地址范圍，故將高位地址線通過一個(gè)譯碼器產(chǎn)生CS1片選信號。將所有高位地址線作為譯碼器輸入，從而得到存儲器芯片地址范圍的譯碼連接方式稱為全地址譯碼連接。由于CPU總線的高位地址決定了芯片的地址范圍，故將高位地址線計(jì)算地址范圍的方法是：譯碼器的輸入信號（A19~A13）為0011111（高7位地址），低13位地址（A12~A0）可以是全0到全1之間。計(jì)算地址范圍的方法是：圖6-46264的全地址譯碼連接

圖6-46264的全地址譯碼連接只將系統(tǒng)總線的部分高位地址線作為譯碼器的輸入，從而得到存儲器芯片地址范圍的譯碼連接方式稱為部分地址譯碼連接。如圖6-5所示，A16和A18兩條高位地址線未參加譯碼，故該芯片在內(nèi)存中的地址范圍為AE000H~AFFFFH，BE000H~BFFFFH，EE000H~EFFFFH和FE000H~FFFFFH。這意味著系統(tǒng)可用的存儲空間減少了。

只將系統(tǒng)總線的部分高位地址線作為譯碼器的輸入，從而得到存儲器微機(jī)接口課件第6章微型計(jì)算機(jī)中的存儲器6.2.2動態(tài)隨機(jī)存取存儲器2164動態(tài)RAM的基本存儲電路是MOS電路中的柵極電容，它是以電容上電荷的存儲和轉(zhuǎn)移來存儲信息的電容上有無電荷被視為邏輯1和0。由于電容上的電荷會泄露，需要定時(shí)充電來保證存儲內(nèi)容不丟失，因此，動態(tài)RAM需要設(shè)置刷新電路擴(kuò)展電路比較復(fù)雜。但與靜態(tài)RAM相比，動態(tài)RAM集成度高、功耗低，故成本也低，適于作大容量存儲器。

6.2.2動態(tài)隨機(jī)存取存儲器2164動態(tài)RAM的基本存儲電路1．2164的引腳及內(nèi)部結(jié)構(gòu)2164是一個(gè)64K×1位的動態(tài)RAM芯片其引腳包含8條地址線A0~A7數(shù)據(jù)輸入端DIN，數(shù)據(jù)輸出端DOUT行地址選通RAS，列地址選通CAS寫允許端WE（高電平時(shí)為數(shù)據(jù)讀出，低電平時(shí)為數(shù)據(jù)寫入），如圖6-6所示。1．2164的引腳及內(nèi)部結(jié)構(gòu)2164是一個(gè)64K×1位的動態(tài)微機(jī)接口課件第6章微型計(jì)算機(jī)中的存儲器2164的容量為64K，故應(yīng)需要16條地址線來對它進(jìn)行尋址。但實(shí)際上2164只有8條地址線為此，采用行地址和列地址分時(shí)傳送的方法來確定芯片內(nèi)存儲單元的地址行地址和列地址共用8條地址線。2164的容量為64K，故應(yīng)需要16條地址線來對它進(jìn)行尋址。2164芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖6-7所示，64KB的存儲體由4個(gè)128×128的存儲矩陣構(gòu)成每個(gè)存儲矩陣由7條行地址線和7條列地址線選擇相應(yīng)的存儲單元。7條行地址線經(jīng)過譯碼器產(chǎn)生128條行選擇線，可選擇128行；7條列地址線經(jīng)過譯碼器產(chǎn)生128條列選擇線，可選擇128列。2164芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖6-7所示，微機(jī)接口課件第6章微型計(jì)算機(jī)中的存儲器2．動態(tài)RAM2164的工作過程

2．動態(tài)RAM2164的工作過程微機(jī)接口課件第6章微型計(jì)算機(jī)中的存儲器3．動態(tài)RAM2164的刷新動態(tài)RAM與靜態(tài)RAM最大的不同就是不能長時(shí)間保存數(shù)據(jù)。由于電容不能長期保持其內(nèi)部存儲的電荷，因此它需要在電荷消失之前進(jìn)行刷新操作，以保持電荷穩(wěn)定。這種通過對動態(tài)RAM的存儲單元執(zhí)行重讀操作，以保持電荷穩(wěn)定的過程稱為動態(tài)存儲器的刷新。

3．動態(tài)RAM2164的刷新動態(tài)RAM與靜態(tài)RAM最大的不刷新是按行進(jìn)行的，故只需由行選通信號RAS激活每一行的存儲單元，而不需要列選通信號CAS，即可完成對指定行的刷新。例如，在PC/XT微型機(jī)中，動態(tài)RAM刷新是利用DMA控制器實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)DMA控制器接收到DMA請求時(shí)，便送出到刷新的行地址，從而完成指定行的刷新。刷新是按行進(jìn)行的，故只需由行選通信號RAS激活每一行的存儲單6.2.3存儲器的擴(kuò)展在實(shí)際應(yīng)用中，由于單片存儲器芯片的容量很有限，很難滿足實(shí)際存儲容量的要求，因此，常需要用多片存儲器芯片構(gòu)成一個(gè)大容量的存儲器。

6.2.3存儲器的擴(kuò)展在實(shí)際應(yīng)用中，由于單片存儲器芯片的容1．位擴(kuò)展位擴(kuò)展是指增加存儲器的字長，即對每個(gè)存儲單元的位數(shù)進(jìn)行擴(kuò)展。例如，怎樣用8K×1的RAM芯片構(gòu)成8K×8的存儲器系統(tǒng)?由于存儲器的字?jǐn)?shù)與存儲器芯片的字?jǐn)?shù)相同，8K=213，故需要13條地址線（A12~A0）對芯片內(nèi)的存儲單元尋址；由于每個(gè)芯片只有1條數(shù)據(jù)線，故需要8片這樣的芯片1．位擴(kuò)展位擴(kuò)展是指增加存儲器的字長，即對每個(gè)存儲單元的位數(shù)微機(jī)接口課件第6章微型計(jì)算機(jī)中的存儲器2．字?jǐn)U展字?jǐn)U展是指增加存儲器字的數(shù)量，即對存儲單元的個(gè)數(shù)進(jìn)行擴(kuò)展。例如，怎樣用4個(gè)16K×8芯片構(gòu)成一個(gè)64K×8的存儲器系統(tǒng)？由于16K=214，故每個(gè)芯片有14位地址線，8條數(shù)據(jù)線。2．字?jǐn)U展字?jǐn)U展是指增加存儲器字的數(shù)量，即對存儲單元的個(gè)數(shù)進(jìn)微機(jī)接口課件第6章微型計(jì)算機(jī)中的存儲器微機(jī)接口課件第6章微型計(jì)算機(jī)中的存儲器3．字位擴(kuò)展字位擴(kuò)展是指字?jǐn)U展和位擴(kuò)展的組合。若使用L×K位存儲器芯片構(gòu)成一個(gè)容量為M×N位(M>L，N>K)的存儲器，那么這個(gè)存儲器共需要(M/L)×(N/K)個(gè)存儲器芯片。連接時(shí)可將這些芯片分成(M/L)個(gè)組，每組有(N/K)個(gè)芯片，組內(nèi)采用位擴(kuò)展法，組間采用字?jǐn)U展法。

3．字位擴(kuò)展字位擴(kuò)展是指字?jǐn)U展和位擴(kuò)展的組合。6.3只讀存儲器只讀存儲器ROM（Read-OnlyMemory）是一種非易失性的半導(dǎo)體存儲器。它的特點(diǎn)是：數(shù)據(jù)只能讀出不能寫入，并且存儲的數(shù)據(jù)穩(wěn)定，不會因斷電而消失，常用于存儲不需要更改的程序和數(shù)據(jù)。6.3只讀存儲器只讀存儲器ROM（Read-OnlyMROM有以下幾種類型：掩膜只讀存儲器ROM：存儲的信息在制造過程中就固化好了，用戶只能讀出其信息而不能加以修改?？删幊讨蛔x存儲器PROM（ProgrammableROM）：只允許寫入一次數(shù)據(jù)，寫入后不允許修改。用特殊的方法將信息寫入的過程稱為編程。紫外線可擦除可編程只讀存儲器EPROM（ErasablePROM）：具有擦除功能，擦出后可重新寫入，可重復(fù)使用。利用紫外線照射把存儲的內(nèi)容擦除，再利用高電壓重新編程寫入。ROM有以下幾種類型：掩膜只讀存儲器ROM：存儲的信息在制造電可擦除可編程只讀存儲器EEPROM（ElectricallyEPROM）：與EPROM類似，只是使用電信號進(jìn)行擦除，比EPROM更為方便。閃速存儲器（FlashMemory）：新型的半導(dǎo)體存儲器，具有非易失性、電擦除性和高可靠性。電可擦除可編程只讀存儲器EEPROM（Electricall6.3.1EPROM2764可擦除重寫只讀存儲器EPROM27646.3.1EPROM2764可擦除重寫只讀存儲器EPRO1．EPROM2764的引腳及其功能2764是一個(gè)8K×8位的紫外線可擦除可編程只讀存儲器芯片，其引腳定義及功能如下：A0~A12：13條地址線，該芯片上有8K（213＝8192）個(gè)存儲單元。D0~D7：8條數(shù)據(jù)線，每個(gè)存儲單元存儲一個(gè)字節(jié)的信息。1．EPROM2764的引腳及其功能2764是一個(gè)8K×8CE：選片控制端，為低電平時(shí)，表示該芯片被選中。OE：輸出允許端，為低電平時(shí)，表示從數(shù)據(jù)線輸出數(shù)據(jù)。PGM：編程脈沖輸入端。對EPROM編程時(shí)，輸入編程脈沖；讀操作時(shí)，輸入高電平。Vpp是編程電源；Vcc是主電源。CE：選片控制端，為低電平時(shí)，表示該芯片被選中。微機(jī)接口課件第6章微型計(jì)算機(jī)中的存儲器2．EPROM2764的讀出操作

2．EPROM2764的讀出操作3．EPROM2764的編程寫入對EPROM的編程方式有兩種：標(biāo)準(zhǔn)編程方式和快速編程方式。標(biāo)準(zhǔn)編程方式是指每出現(xiàn)一個(gè)編程負(fù)脈沖就寫入一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。

3．EPROM2764的編程寫入對EPROM的編程方式有兩具體編程過程如下：①VCC接﹢5V，VPP加上芯片要求的高電壓（如Vpp＝+25V）；②將要編程存儲單元的地址送到A0~A12；③使CE為低電平，OE為高電平；④將要寫入的數(shù)據(jù)送到D0~D7；⑤上述信號穩(wěn)定后，在PGM端加上50±5ms的負(fù)脈沖；⑥將一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)寫入相應(yīng)的存儲單元中。重復(fù)這個(gè)過程，即可完成整個(gè)芯片的寫入。具體編程過程如下：①VCC接﹢5V，VPP加上芯片要求的高電如果其他操作不變，只是在每寫入一個(gè)單元的數(shù)據(jù)后將OE變?yōu)榈碗娖剑瑒t可以對每次寫入的數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，或者全部寫完后再進(jìn)行校驗(yàn)?？焖倬幊谭绞绞褂玫氖菍挾群苷木幊堂}沖，編程過程與標(biāo)準(zhǔn)編程方式相同，可對出現(xiàn)錯(cuò)誤的單元進(jìn)行多次重寫。如果其他操作不變，只是在每寫入一個(gè)單元的數(shù)據(jù)后將OE變?yōu)榈碗?．EPROM2764的擦除操作EPROM允許擦除上萬次，一片新的或擦除干凈的EPROM芯片，其每個(gè)存儲單元的內(nèi)容都是0FFH。擦除時(shí)，用紫外線照射EPROM窗口15~20分鐘即可擦除干凈。只有擦除干凈的EPROM才能對其進(jìn)行編程。

4．EPROM2764的擦除操作EPROM允許擦除上萬次，6.3.2電可擦除只讀存儲器EEPROM98C64

電可擦除只讀存儲器6.3.2電可擦除只讀存儲器EEPROM98C64電1．EEPROM98C64的引腳及其功能98C64是一個(gè)8K×8位電可擦除可編程只讀存儲器芯片

1．EEPROM98C64的引腳及其功能98C64是一個(gè)8K微機(jī)接口課件第6章微型計(jì)算機(jī)中的存儲器引腳定義及功能如下

A0~A12：13條地址線，該芯片上有8K（213＝8192）個(gè)存儲單元。D0~D7：8條數(shù)據(jù)線，每個(gè)存儲單元存儲一個(gè)字節(jié)的信息。CE：選片控制端，為低電平時(shí)，表示該芯片被選中。OE：輸出允許端，當(dāng)CE和OE為低電平、WE為高電平時(shí)，可以將選中內(nèi)存單元中的數(shù)據(jù)讀出。WE：寫允許端，當(dāng)CE為低電平、OE為高電平、WE為低電平時(shí)，可以將數(shù)據(jù)寫入選定的存儲單元。READY/BUSY：狀態(tài)輸出端，寫入數(shù)據(jù)時(shí)，輸出低電平；寫操作結(jié)束后，輸出高電平。引腳定義及功能如下A0~A12：13條地址線，該芯片上有82．EEPROM98C64的讀出操作98C64的讀出操作的過程與EPROM和RAM芯片相似，只要當(dāng)CE和OE為低電平、WE為高電平時(shí)，就可以將選中內(nèi)存單元中的數(shù)據(jù)讀出。2．EEPROM98C64的讀出操作98C64的讀出操作的3．EEPROM98C64的編程寫入對EPROM的編程方式有兩種：字節(jié)寫入方式和自動頁寫入方式。字節(jié)寫入方式是指每次寫入一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。3．EEPROM98C64的編程寫入對EPROM的編程方式微機(jī)接口課件第6章微型計(jì)算機(jī)中的存儲器自動頁寫入方式是指每次寫完一頁的數(shù)據(jù)。一頁數(shù)據(jù)包含32個(gè)字節(jié)，低位地址A4~A0用于在頁內(nèi)尋址；高位地址A12~A5為頁地址，用于決定訪問哪一頁數(shù)據(jù)。只有當(dāng)一頁數(shù)據(jù)寫入完成后，即READY/BUSY端的狀態(tài)由低電平變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，才能開始下一頁數(shù)據(jù)的寫入。自動頁寫入方式是指每次寫完一頁的數(shù)據(jù)。4．EEPROM98C64的擦除操作98C64的擦除操作的過程與編程寫入是一樣的，只是擦除時(shí)向存儲單元中寫入的都是0FFH。擦除的方式可以是字節(jié)擦除和整片擦除。字節(jié)擦除操作的過程同字節(jié)寫入的過程相同。整片擦除的方法是：將FFH送到D0~D7上，使CE為低電平，WE為低電平，并在OE端加上﹢15V電壓，保持10ms，即可將整個(gè)芯片擦除干凈。4．EEPROM98C64的擦除操作98C64的擦除操作的6.4高速緩沖存儲器在存儲系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)中，高速緩沖存儲器（Cache）是介于中央處理器和主存儲器之間的一級存儲器。它采用的是速度更快、價(jià)格更高的半導(dǎo)體靜態(tài)存儲器，用來存放當(dāng)前使用最頻繁的程序和數(shù)據(jù)，目的是提高CPU對存儲器的訪問速度。6.4高速緩沖存儲器在存儲系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)中，高速緩沖存儲6.4.1Cache的工作原理Cache的實(shí)現(xiàn)原理是：將CPU最近最可能用到的指令或數(shù)據(jù)從主存復(fù)制到Cache中當(dāng)CPU下次再用到這些信息時(shí)，就不必訪問慢速的主存，而直接從快速的Cache中得到從而提高訪問速度。6.4.1Cache的工作原理Cache的實(shí)現(xiàn)原理是：微機(jī)接口課件第6章微型計(jì)算機(jī)中的存儲器微機(jī)接口課件第6章微型計(jì)算機(jī)中的存儲器6.4.2Cache的地址映射被復(fù)制到Cache中的數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的地址與在Cache中的地址之間的對應(yīng)關(guān)系稱為Cache的地址映射。6.4.2Cache的地址映射被復(fù)制到Cache中的數(shù)據(jù)為了方便管理，將主存和Cache都分成大小相等的若干頁。設(shè)主存容量為2n，Cache容量為2m，頁的大小為2p（即頁內(nèi)地址有p位），則主存的頁號（即頁地址）共有n－p位，Cache頁號共有m－p位。這樣，在進(jìn)行地址映射時(shí)，就是把主存頁映射到Cache頁上（即頁號的映射）。為了方便管理，將主存和Cache都分成大小相等的若干頁。Cache通常使用的映射方法有三種：全相聯(lián)映射：允許主存的任意一頁映射到Cache的任意一頁。這種方法的沖突概率小，但實(shí)現(xiàn)的硬件價(jià)格昂貴。直接映射：主存的頁號B與Cache的頁號b需滿足：b＝Bmod2m-p。這種方法實(shí)現(xiàn)簡單、速度快，但沖突概率高。Cache通常使用的映射方法有三種：組相聯(lián)映射：將主存和Cache分組，再將主存進(jìn)一步分區(qū)，采用組間直接映射和組內(nèi)全相聯(lián)映射的方法。組相聯(lián)映射：將主存和Cache分組，再將主存進(jìn)一步分區(qū)，采用6.4.3Cache的替換策略當(dāng)CPU訪問的數(shù)據(jù)不在Cache中（即Cache不命中）時(shí)，要訪問主存，并把數(shù)據(jù)所在的頁調(diào)入Cache，以替換Cache中的頁。6.4.3Cache的替換策略當(dāng)CPU訪問的數(shù)據(jù)不在CaCache的替換策略有：隨機(jī)替換算法：從Cache中隨機(jī)地選一頁替換。先進(jìn)先出（FIFO）算法：選擇最先調(diào)入的頁替換。最近最少使用（LRU）算法：選擇最近最少使用的頁替換。最久沒有使用（LFU）算法：選擇最長時(shí)間不使用的頁替換。Cache的替換策略有：6.4.4Cache與主存的一致性Cache中保存的數(shù)據(jù)實(shí)際上是主存中相應(yīng)數(shù)據(jù)的副本。當(dāng)CPU要訪問的數(shù)據(jù)在Cache中時(shí)，CPU將直接訪問Cache而不是訪問主存。如果CPU改變了Cache中的內(nèi)容，而主存的內(nèi)容沒有變，這時(shí)，就要考慮Cache與主存的一致性問題。6.4.4Cache與主存的一致