微型计算机及接口技术-第四章（内部存储器及其接口）

LaughingDangZi
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考核大纲

一、学习目标

本章主要介绍内部存储器及其接口。包括 8086 微机和现代微机的存储结构、半导体存器基础知识和基本性能、常见的半导体存储器芯片功能、存储器扩展、8086 与存储器的连接以及8086系统地址映射。

教师导读

  1. 在学习本章时，应注意如下几点:
  2. 注意掌握存储器的几种分类方法;了解存储器的层次结构;理解分层次的目的。
  3. 了解半导体存储器的类型和主要性能指标;领会几个典型的半导体存储器的工作原理。
  4. 理解存储器地址译码方法;掌握并简单应用存储器扩展技术和8086 CPU与存储器的连接。
  5. 了解8086微机系统地址映射。
  6. 本章的重点是微机的存储结构、8086微机的系统地址映射、8086 CPU与存储器的连接、存储器扩展。
  7. 本章的难点是8086 CPU 与存储器的连接、存储器扩展。

知识点汇总

第一节 存储器分类及其结构

一、存储器分类

  1. 按位置分：通用寄存器、高速缓存、内部存储器、外部存储器
  2. 按存储介质分：半导体存储器、磁存储器和光存储器
  3. 按照信息存取方式不同：只读存储器、随机存取存储器和顺序存取存储器
  4. 内存主要用来存放正在执行的程序和数据

第二节 半导体存储器

一、半导体存储器的基本结构

  1. 半导体存储器通常由：地址寄存器（MAR）、地址译码器、存储器、读/写电路、数据寄存器（MDR）以及控制/时序逻辑等组成。

二、半导体存储器分类

1.只读存储器（ROM）

  1. BIOS存放用到就是ROM，掉电不丢失。
  2. 掩膜ROM，不可更改
  3. PROM，只允许写一次
  4. EPROM，紫外线照射擦除
  5. EEPROM，电可擦除
  6. Flash Memory 电可擦除

2.随机存取存储器（RAM）

  1. RAM是一种在正常工作状态时就能随时对其数据进行读写的存储器。
  2. SRAM（静态RAM），掉电丢失。
  3. DRAM(动态RAM)，由于电容会放电，需要定时充电
  4. NVRAM（非易失性RAM）正常工作时SRAM，掉电转为EEPROM。

三、内存的主要性能指标

  1. 存储容量
  2. 存取时间
  3. 存取周期
  4. 可靠性
  5. 性能/性价比

四、典型的半导体存储器芯片

  1. SRAM 2144（1K4位）、6116（2K8位）、6264（8K8位）、62128（16K8位）、62256（32K8位）、62512（64K8位）
  2. DRAM 2164（64L*1位）理论上应该是16位地址线但是他只用了8根地址线。
  3. EPROM 2716（2K8位） 2732（4K8位）、2764（8K8位）、27128（16K8位）、27256（32K8位）、27512（64K8位）

第三节 半导体存储器与CPU的连接

一、存储器芯片与CPU连接中应关注的问题

  1. CPU的负载能力
  2. 芯片的选择
  3. 时序配合
  4. 存储器的地址分配

二、存储器扩展

1、位扩展

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2、字扩展

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三、实现片选控制的方法

1、全译码法

所谓全译码法是指将系统的全部地址线参与到地址译码中，其中地址高位全部接到译码器的输入后，形成片选信号来选择存储芯片地址低位直接接到存储芯片的地址输入引脚，选择存储芯片内的存储单元。全译码法是存储器芯片中的每一个存储单元都有一个唯一的地址。常用的译码器包括24译码器74LS139和3-8 译码器 74LS138。

2、部分译码法

部分译码法是将系统的部分地址线参与到地址译码中，通常是地址高位的一部分接到译码器的输入后，形成片选信号来选择存储芯片，地址低位直接接到存储芯片的地址输入引脚，选择存储芯片内的存储单元。如图4-10在8086系统中的就是部分译码法，因为系统地址线的A19至A13没有接到译码器输入端。部分译码使得存储单元的地址不再是唯一的，每个存储芯片的地址范围也不唯一，这是因为没有参与译码的地址线可以为0，也可以为1。比如图 4-10 中，如果A19至A13 为全0，则左边第一块存储芯片地址范围是00000H至0007FFH，如果A19至A13 为全1，则左边第一块存储芯片地址范围是0FE000H至0FE7FFH。于A19-A13可以是0或1的任意组合，因此图4-10个存储芯片的地址范围都有128(2)种可能。

3、线选法

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8086CPU与存储器的链接

1.8086CPU与存储器的奇偶分体结构

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2.8086对存储器的访问

  • 被访问数据边界对齐的问题
  • 通常如果一个数据有K个连续字节组成，该数据的地址(对 8086系统就是最低字节的那个地址)是K的整数倍，则称该数据是边界对齐的。比如 8086系统一个字是2字节，则如果数据的地址是2的整数倍(偶数)，该数据就是边界对齐的。 8086具有16位数据线，可以访问一个完整的字(16位)，也可以访问一字节(8位)。对于字节的访问，无论是偶地址还是奇地址都是边界对齐的。如果是偶地址，则BHE = A0=0，直接访问偶存储体;如果是奇地址，则BHE=0，A0=1，直接访问奇存储体。因此字节访问都可以在一个总线周期内完成。

第四节 8086系统地址映射

1.中断向量表（00000H-003FFH）

  1. 按照中断向量表号的顺序依次存放中断向量（中断处理程序的入口地址），每个中断向量是4个字节，一共是256个中断向量，因为这个区域占用1KB。

2.BIOS数据区（00400H-004FFH）

基本输入输出系统(BIOS)是机器启动后自动运行的第一个程序，它首先对机器进行自检，同时为其他软件提供了最基本的设备控制方法和数据输人输出的编程接口。BIOS 程序是存放在机器里的一片 ROM/EPROM/EPROM/Flash Memory中。但它的数据则需要放在RAM 中便于读写，一般就放在BIOS数据区。整个 BIOS 数据区共有 256 字节，保存的是系统BIOS 在开机自检时检测到的关键数据信息。

结尾

下一章 第五张 输入/输出与接口技术

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