存儲(chǔ)器原理與接口1微機(jī)原理與接口技術(shù) 彭虎

第 五 章 存 儲(chǔ) 器 原 理 與 接 口 二 、 半 導(dǎo) 體 存 儲(chǔ) 器 的 分 類1、 隨 機(jī) 存 取 存 儲(chǔ) 器 RAM2、 只 讀 存 儲(chǔ) 器 ROM 二 、 半 導(dǎo) 體 存 儲(chǔ) 器 的 分 類1、 隨 機(jī) 存 取 存 儲(chǔ) 器 RAM a. 靜 態(tài) RAM （ ECL， TTL， MOS） b. 動(dòng) 態(tài) RAM 2、 只 讀 存 儲(chǔ) 器 ROM DS Vcc 位線輸出 位 線浮 柵 管 行 線絕 緣 層浮 動(dòng) 柵 雪 崩 注 入 式MOS管 n編 程n使 柵 極 帶 電n擦 除nEPROM芯 片 上 方 有 一 個(gè) 石 英 玻 璃 窗 口n當(dāng) 一 定 光 強(qiáng) 的 紫 外 線 透 過 窗 口 照 射 時(shí) ， 所有 存 儲(chǔ) 電 路 中 浮 柵 上 的 電 荷 會(huì) 形 成 光 電 流 泄放 掉 ， 使 浮 柵 恢 復(fù) 初 態(tài) 。 n一 般 照 射 20 30分 鐘 后 ， 讀 出 各 單 元 的 內(nèi)容 均 為 FFH， 說 明 EPROM中 內(nèi) 容 已 被 擦 除 。 浮 柵 隧 道 氧 化 層 MOS管 Flotox(Floating gate Tunnel Oxide)： 浮 柵 與 漏 區(qū) 間 的 氧 化 物 層 極 薄 （ 20納米 以 下 ） ， 稱 為 隧 道 區(qū) 。 當(dāng) 隧 道 區(qū) 電 場(chǎng) 大 于 107V/cm時(shí)隧 道 區(qū) 雙 向 導(dǎo) 通 。 當(dāng) 隧 道 區(qū) 的 等 效 電 容極 小 時(shí) ， 加 在 控 制 柵 和漏 極 間 的 電 壓 大 部 分 降在 隧 道 區(qū) ， 有 利 于 隧 道區(qū) 導(dǎo) 通 。 擦 除 和 寫 入 均 利用 隧 道 效 應(yīng) 10ms 分 類掩 模 ROM可 編 程 ROM（ PROM）可 擦 除 可 編 程 ROM（ EPROM）隨 機(jī) 存 儲(chǔ) 器RAM 靜 態(tài) 存 儲(chǔ) 器 SRAM動(dòng) 態(tài) 存 儲(chǔ) 器 DRAM按功能 (Read- Only Memory)(Random Access Memory) (Programmable ROM)(Erasable PROM) UVEPROMEEPROM只 讀 存 儲(chǔ) 器ROM Flash Memory(Ultra-Violet)(Electrically)電 可 擦 除 紫 外 線 擦 除(Static RAM) 快 閃 存 儲(chǔ) 器(Dynamic RAM)只 能 讀 出 不 能寫 入 ,斷 電 不 失 還 可 以 按 制 造 工 藝分 為 雙 極 型 和 MOS型 兩 種 。 主 要 指 標(biāo) ： 存 儲(chǔ) 容 量 、 存 取 速 度 。 存 儲(chǔ) 容 量 :用 字 數(shù) 位 數(shù) 表 示 ， 也 可 只 用 位 數(shù) 表 示 。 如 ， 某動(dòng) 態(tài) 存 儲(chǔ) 器 的 容 量 為 109位 /片 。 （ 主 存 ） 存 儲(chǔ) 器 可 以 容 納 的 二 進(jìn) 制 信 息 量 稱 為存 儲(chǔ) 容 量 （ 尋 址 空 間 ， 由 CPU的 地 址 線 決定 ）實(shí) 際 存 儲(chǔ) 容 量 ： 在 計(jì) 算 機(jī) 系 統(tǒng) 中 具 體配 置 了 多 少 內(nèi) 存 。 是 指 從 啟 動(dòng) 一 次 存 儲(chǔ) 器 操 作到 完 成 該 操 作 所 經(jīng) 歷 的 時(shí) 間 又 稱 為 （ 3） 、 結(jié) 構(gòu) 地 址 譯 碼 輸 入 輸 出 控 制 存 儲(chǔ) 體 地址線 控 制 線 數(shù) 據(jù) 線存 儲(chǔ) 體譯碼器 輸入輸出控制單 譯 碼 結(jié) 構(gòu) 譯 碼 器 譯 碼 器矩 陣 譯 碼 電 路 行 線列 線地址線 地 址 線 一 、 8086CPU的 管 腳 及 功 能 8086是 16位 CPU。 它 采 用 高 性 能 的 N溝 道 ， 耗 盡 型 負(fù) 載 的 硅 柵 工 藝 (HMOS)制造 。 由 于 受 當(dāng) 時(shí) 制 造 工 藝 的 限 制 ， 部 分 管腳 采 用 了 分 時(shí) 復(fù) 用 的 方 式 ， 構(gòu) 成 了 40條 管腳 的 雙 列 直 插 式 封 裝 5.3、 8086CPU總 線 產(chǎn) 生 二 、 8086的 兩 種 工 作 方 式 最 小 模 式 ： 系 統(tǒng) 中 只 有 8086一 個(gè) 處 理 器 ， 所 有 的 控 制 信 號(hào) 都 是 由 8086CPU產(chǎn) 生 。 最 大 模 式 ： 系 統(tǒng) 中 可 包 含 一 個(gè) 以 上 的 處 理 器 ， 比 如包 含 協(xié) 處 理 器 8087。 在 系 統(tǒng) 規(guī) 模 比 較 大的 情 況 下 ， 系 統(tǒng) 控 制 信 號(hào) 不 是 由 8086直接 產(chǎn) 生 ， 而 是 通 過 與 8086配 套 的 總 線 控制 器 等 形 成 。 三 、 最 小 模 式 下 8086CPU總 線 產(chǎn) 生（ 一 ） 、 地 址 線 、 數(shù) 據(jù) 線 產(chǎn) 生 相 關(guān) 信 號(hào) 線 及 芯 片 1、 AD15 AD0 (Address Data Bus) 地 址 /數(shù) 據(jù) 復(fù) 用 信 號(hào) ， 雙 向 ， 三 態(tài) 。 在 T1狀 態(tài)（ 地 址 周 期 ） AD15 AD0上 為 地 址 信 號(hào) 的 低16位 A15 A0； 在 T2 T4狀 態(tài) （ 數(shù) 據(jù) 周 期 ） AD15 AD0 上 是 數(shù) 據(jù) 信 號(hào) D15 D0。 2、 A19/S6 A16/S3 (Address/Status)： 地 址 /狀 態(tài) 復(fù) 用 信 號(hào) ， 輸 出 。 在 總 周 期 的 T1狀態(tài) A19/S6 A16/S3上 是 地 址 的 高 4位 。 在 T2 T4狀 態(tài) ， A19/S6 A16/S3上 輸 出 狀 態(tài) 信 息 。 機(jī) 器 周 期 ： 時(shí) 鐘 周 期總 線 周 期 ： 對(duì) 內(nèi) 存 或 對(duì) I/O接 口 的 一 次 操 作 的 時(shí)間指 令 周 期 ： 指 令 執(zhí) 行 的 時(shí) 間 MOV 2000H, AX地 址 周 期 數(shù) 據(jù) 周 期 BHE S4 S3 當(dāng) 前 正 在 使 用 的 段 寄 存 器0 0 ES0 1 SS1 0 CS或 未 使 用 任 何 段 寄 存 器1 1 DS 3、 三 態(tài) 緩 沖 的 8位 數(shù) 據(jù) 鎖 存 器 74LS373 (8282) A、 CP正 脈 沖 ， DQB、 CP為 零 ， 保 持C、 /OE=0， O0輸 出 ； 否 則 高 阻 4、 ALE(Address Latch Enable) 地 址 鎖 存 使 能 信 號(hào) ， 輸 出 ， 高 電 平 有 效 。 用來 作 為 地 址 鎖 存 器 的 鎖 存 控 制 信 號(hào) 。 觸 發(fā) 類 型 ： 上 升 沿 ， 下 降 沿 ， 高 電 平 ， 低 電 平 A L E / S T B/ S T B A D 1 5 - 0A 1 9 - 1 6 / S 6 - 3 / S T BD 3 - 0D 7 - 0D 7 - 0 O 3 - 0O 7 - 0O 3 - 0 41 6 A 1 9 - 1 6 88A D 7 - 0A D 1 5 - 8 A 7 - 0A 1 5 - 8 8 0 8 6 7 4 L S 3 7 3 * 3 112 33 （ 二 ） 、 數(shù) 據(jù) 線 驅(qū) 動(dòng)相 關(guān) 信 號(hào) 線 及 芯 片 1、 雙 向 數(shù) 據(jù) 總 線 收 發(fā) 器 （ 8286， 74LS245） 兩 個(gè) 功 能 ：a、 雙 向 選 擇b、 通 道 控 制 A、 /OE控 制 通 道/OE 0， 或 門 導(dǎo) 通 ； /OE 1， 或 門 封 鎖 ；B、 T控 制 方 向T 0， BAT 1， AB A、 /OE控 制 通 道/OE 0， 或 門 導(dǎo) 通 ； /OE 1， 或 門 封 鎖 ；B、 T控 制 方 向T 0， BAT 1， AB 2、 /DEN (Data Enable) 數(shù) 據(jù) 使 能 信 號(hào) ， 輸 出 ， 三 態(tài) ， 低 電 平 有 效 。 表 示CPU對(duì) 數(shù) 據(jù) 線 操 作 。 用 于 數(shù) 據(jù) 總 線 驅(qū) 動(dòng) 器 的 控 制 信 號(hào) 。3、 DT/R (Data Transmit/Receive)： 數(shù) 據(jù) 驅(qū) 動(dòng) 器 數(shù) 據(jù) 流 向 控 制 信 號(hào) ， 輸 出 ， 三 態(tài) 。 在8086系 統(tǒng) 中 ， 通 常 采 用 8286或 8287作 為 數(shù) 據(jù) 總 線 的 驅(qū)動(dòng) 器 ， 用 DT/R#信 號(hào) 來 控 制 數(shù) 據(jù) 驅(qū) 動(dòng) 器 的 數(shù) 據(jù) 傳 送 方向 。 當(dāng) DT/R# 1時(shí) ， 進(jìn) 行 數(shù) 據(jù) 發(fā) 送 ； DT/R# 0時(shí) ，進(jìn) 行 數(shù) 據(jù) 接 收 。 /DEN /OEAD15-0 /OEA7-0A7-0B7-0B7-016 88 AD 7-0 AD15-8 D7-0 D15-88086 74LS245*2TDT/R T 88n 1、 如 果 CPU輸 出 數(shù) 據(jù) ， DT/R 1， 三 態(tài) 門 方 向 為 AB, 如 果 CPU輸 入 數(shù) 據(jù) ， DT/R 0， 三 態(tài) 門 方 向 為 BA； n 2、 /DEN有 效 ， 74LS245工 作 ；n 3、 CPU輸 入 /輸 出 數(shù) 據(jù) 完 成 ， /DEN無 效 ， 74LS245停 止 工 作 ， 通 道 斷 開 。10 /DEN /OEAD15-0 /OEA7-0A7-0B7-0B7-016 88 AD 7-0 AD15-8 D7-0 D15-88086 74LS245*2TDT/R T 88n 1、 如 果 CPU輸 出 數(shù) 據(jù) ， DT/R 1， 三 態(tài) 門 方 向 為 AB, 如 果 CPU輸 入 數(shù) 據(jù) ， DT/R 0， 三 態(tài) 門 方 向 為 BA； n 2、 /DEN有 效 ， 74LS245工 作 ；n 3、 CPU輸 入 /輸 出 數(shù) 據(jù) 完 成 ， /DEN無 效 ， 74LS245停 止 工 作 ， 通 道 斷 開 。0 1 2 32