東北大學(xué)微機原理第三講詳解

東北大學(xué)微機原理第三講詳解演示文稿當前1頁，總共37頁。優(yōu)選東北大學(xué)微機原理第三講當前2頁，總共37頁。2存儲器的組織存儲器容量單位位（bit）是二進制數(shù)的最基本單位，也是存儲器存儲信息的最小單位。字節(jié)（Byte）是計算機中數(shù)據(jù)處理的基本單位，一個字節(jié)由8位構(gòu)成，即1B=8bit。字（Word）可以表示兩個字節(jié)，即16位。當前3頁，總共37頁。存儲器的組成存儲器芯片由存儲體、地址譯碼驅(qū)動電路、I/O和讀寫電路構(gòu)成存儲體。存儲體是存儲器的核心，程序和數(shù)據(jù)都存放在存儲體中。地址譯碼。地址譯碼驅(qū)動電路實際上包含譯碼器和驅(qū)動器兩部分。譯碼器將地址總線輸入的地址碼轉(zhuǎn)換成與之對應(yīng)的譯碼輸出線上的有效電平，以表示選中了某一存儲單元，然后由驅(qū)動器提供驅(qū)動電流去驅(qū)動相應(yīng)的讀寫電路，完成對被選中存儲單元的讀寫操作。I/O和讀寫電路。I/O和讀寫電路包括讀出放大器、寫入電路和讀寫控制電路，用以完成被選中存儲單元中各位的讀出和寫入操作。當前4頁，總共37頁。隨機讀取存儲器（RandomAccessMemory-RAM）隨機存取存儲器中的內(nèi)容即可以讀出，也可以寫入。讀出時并不損壞原來存儲的內(nèi)容，只有寫入時才修改原來所存儲的內(nèi)容。斷電后，存儲內(nèi)容立即消失，即具有易失性。只讀存儲器（ReadOnlyMemory-ROM）

ROM是只讀存儲器。顧名思義，它的特點是只能讀出原有的內(nèi)容，不能由用戶再寫入新內(nèi)容。ROM中存儲的內(nèi)容不會因斷電而丟失，即具有非易失性。常用的存儲芯片分為兩種：當前5頁，總共37頁。RAMROM動態(tài)RAM（DynamicRAM）集成度高、芯片引腳數(shù)少，封裝尺寸小、功耗低、需要實時刷靜態(tài)RAM（StaticRAM）存取速度快PROMEPROMEEPROMFlashMemory只允許數(shù)據(jù)寫入一次需要用紫外線照射擦除不能對個別需要改寫的單元進行單獨擦除用電氣方法將存儲內(nèi)容擦除，既可局部擦寫，又可全部擦寫具有擦除、重寫速度快的特點，而且至少可以擦寫/編程上萬次當前6頁，總共37頁。8K×8位的靜態(tài)RAM6264為地址輸入為數(shù)據(jù)輸入/輸出分別為片選信號為寫允許信號為讀允許信號

8K=213當前7頁，總共37頁。當前8頁，總共37頁。當前9頁，總共37頁。32K的EPROM27256Vcc接+5VVpp平時接+5V，當其接+25V時用來完成編程的需要Vss為地CS為片選端OE為輸出允許端32K=215當前10頁，總共37頁。當前11頁，總共37頁。512kFLASH29C0403條控制線5V編程電壓19條地址線（A0～A18）8條數(shù)據(jù)線（D0～D7）當前12頁，總共37頁。當前13頁，總共37頁。總結(jié)存儲器件的引腳分類地址引腳一個存儲器件的地址線條數(shù)由存儲器的容量決定。數(shù)據(jù)引腳用來選擇存儲器件中的一個存儲單元通過數(shù)據(jù)線能夠輸入數(shù)據(jù)（存儲），也能夠提取數(shù)據(jù)（讀出）被標為從A0（最低有效地址輸入）到An被標為D0~Dm當前14頁，總共37頁?？刂埔_ROM通常只有一個控制輸入輸出允許（）或是輸出選通（）

RAM通常有一個或兩個控制輸入一個控制輸入，則常稱為

兩個控制輸入通常標為選擇引腳每個存儲器件都有一個輸入（有時不止一個）用來選擇或允許存儲器件常稱為片選（），片允許（）

選擇線通常由地址譯碼電路的譯碼線給出的信號控制。如果一個容量為32KB的存儲器件選擇線被譯碼，其首地址為10000H，則它的最后一個單元地址為17FFFH。當前15頁，總共37頁。3存儲器與CPU的連接當前16頁，總共37頁。讀操作是指從CPU送來的地址所指定的存儲單元中取出信息，再送給CPU，其操作過程是：當前17頁，總共37頁。寫操作是指將要寫入的信息存入CPU所指定的存儲單元中，其操作過程是：當前18頁，總共37頁。4地址譯碼解決CPU的地址引腳數(shù)與存儲器的地址引腳數(shù)不匹配問題簡單的門電路譯碼器11111XXXXXXXXXXXXXXX無關(guān)項A14~A0被寫為邏輯0，確定最低地址11111000000000000000=F8000H無關(guān)項A14~A0被寫為邏輯1，確定最高地址。11111111111111111111=FFFFFH當前19頁，總共37頁。專用譯碼集成電路譯碼當前20頁，總共37頁。A19A18A17A16A15……A01111X……X無關(guān)項A15~A0被寫為邏輯0，確定最低地址。11110000000000000000=F0000H無關(guān)項A15~A0被寫為邏輯1，確定最高地址。11111111111111111111=FFFFFH當前21頁，總共37頁。如果需要與譯碼器的輸出Y0相連當前22頁，總共37頁。如果需要與譯碼器的輸出Y6相連當前23頁，總共37頁?？删幊踢壿嬈骷g碼當前24頁，總共37頁。當前25頁，總共37頁。A19A18A17A16A15……A0000XX……X無關(guān)項A16~A0被寫為邏輯0，確定最低地址。00000000000000000000=00000H無關(guān)項A16~A0被寫為邏輯1，確定最高地址。00011111111111111111=1FFFFH當A19、A18、A17都是邏輯0時，ROM為邏輯0當前26頁，總共37頁。A19A18A17A16A15……A0011XX……X無關(guān)項A16~A0被寫為邏輯0，確定最低地址。01100000000000000000=60000H無關(guān)項A16~A0被寫為邏輯1，確定最高地址。01111111111111111111=7FFFFH當A19=0、A18=1、A17=1時，RAM為邏輯0當前27頁，總共37頁。譯碼方式線選法線選法就是用除片內(nèi)尋址外的高位地址線直接（或經(jīng)反相器）分別接至各個存儲芯片的片選端，當某地址線信息為“0”時，就選中與之對應(yīng)的存儲芯片。注意，這些片選地址線每次尋址時只能有一位有效，不允許同時有多位有效，這樣才能保證每次只選中一個芯片（或組）。線選法的優(yōu)點是不需要地址譯碼器，線路簡單，選擇芯片無須外加邏輯電路，但僅適用于連接存儲芯片較少的場合。同時，線選法不能充分利用系統(tǒng)的存儲器空間，且把地址空間分成了相互隔離的區(qū)域，給編程帶來了一定的困難。假設(shè)4片2K×8用線選法構(gòu)成8K×8存儲器當前28頁，總共37頁。譯碼方式部分譯碼部分譯碼只用除片內(nèi)尋址外的高位地址的一部分來譯碼產(chǎn)生片選信號。如用4片2K×8的存儲芯片組成8K×8存儲器，需要4個片選信號，因此只要用兩根地址線來譯碼產(chǎn)生。地址重疊選用A12和A11譯碼A12=0,A11=0，而無論A19～A13取何值，均選中第一片A12=0，A11=1，而無論A19～A13取何值，均選中第二片A12=1，A11=1，而無論A19～A13取何值，均選中第四片A12=1，A11=0，而無論A19～A13取何值，均選中第三片8KRAM中的任一個存儲單元，都對應(yīng)有2(20–13)=27個地址這種一個存儲單元出現(xiàn)多個地址的現(xiàn)象稱為地址重疊。當前29頁，總共37頁。地址重疊區(qū)示意基本地址為00000H～01FFFH令未用到的高位地址全為0，這樣確定的存儲器地址稱為基本地址當前30頁，總共37頁。譯碼方式全譯碼全譯碼法將除片內(nèi)尋址外的全部高位地址線都作為地址譯碼器的輸入，譯碼器的輸出作為各芯片的片選信號，將它們分別接到存儲芯片的片選端，以實現(xiàn)對存儲芯片的選擇。全譯碼法的優(yōu)點是每片（或組）芯片的地址范圍是唯一確定的，而且是連續(xù)的，也便于擴展，不會產(chǎn)生地址重疊的存儲區(qū)，但全譯碼法對譯碼電路要求較高。當前31頁，總共37頁。1.4.5容量擴展與數(shù)據(jù)存儲例如，存儲器容量為128K×16，若選用8K×8的存儲芯片，則需要：當前32頁，總共37頁。1.4.5容量擴展與數(shù)據(jù)存儲位擴展將多片組合起來常采用位擴展法、字擴展法、字和位同時擴展法。當前33頁，總共37頁。字擴展將存儲器芯片外的地址線都作為地址譯碼器的輸入，即全譯碼當前34頁，總共37頁。字位同時擴展圖1-4-19字和位同時擴展連接舉例當前35頁，總共37頁。采用字節(jié)編址的存儲器。數(shù)據(jù)在主存中有3種不同