存储器（四）

Abstract：文章内容来自于哈工大计算机组成原理刘宏伟。 这篇文章讲的是：（一）只读存储器ROM。 （二）CPU与存储器的连接

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首先来谈谈只读存储器ROM：

ROM是用来存储系统程序或者系统配置信息的。早期的ROM厂家生产的时候就已经写好了， 不能更改； 但是如果你自己想配置一台就非常不方便， 由于这种需求，

ROM开始向可擦除方向发展。 下面主要介绍五种ROM：

（1）掩模ROM（mROM）

早期由厂家把程序写到mROM中， 不可擦除， 只能读不能写。 存储0和1的方式为：行选择线交叉处有MOS管为“1”； 没有为“0”。

（2）一次线编程（PROM）

利用熔丝的烧断来存储“0”和“1”； 熔丝断为“0”； 通为“1”；

（3）多次编程（EPROM）

可以利用紫外线来擦除。

（4）EEPROM

电可擦写； 局部擦写； 全部擦写。

（5）Flash Memory（闪存）

关于闪存， EPROM， EEPROM可以看看Flash Memory。

下面是CPU与存储器的连接

包括两个问题：

（1）存储器容量扩展。

（2）存储器与CPU的连接。

先说存储器容量扩展：这部分包括三个方面：（1）位扩展； （2）字扩展； （3）位、字扩展；

a、位扩展：

比如用两片 1k * 4位 的存储器扩展成 一个 1k * 8位的存储器

1k * 8位的存储器需要地址线 10 条（2^10 = 1k）； 8条数据线。 那么扩展呢？ 用其中一块 1k * 4位的存储器来存储低四位， 还有一块存储高四位。 分别接在8条数据线上面就 Ok 了。但是要注意一点的是， 扩展后的存储器要可以当成一个存储器来使用， 也就是说 和一个 1k * 8位 的存储器没区别， 那这个怎么 实现呢？ 将它们的片选信号同时选 中就好了。 

b、字扩展

比如用 2片 1k * 8位的芯片扩展成 2k * 8位的存储器

2k * 8位的存储器需要地址线 11 根， 数据线 8 根。 我们的想法是：一块芯片存储 1k， 两块加起来就是 2k 了。1k的存储器只要 10 根地址线。 可以将两块芯片的8根都接在一起数据线， 10 根地址线也接在一起， 第十一根地址线当片选信号。 如果片选信号为 “0”， 那么就选择第一块芯片的存储空间。反之则为第二块的。这样就是说：第一块芯片地址范围是：00000000000  ~ 01111111111； 第二块芯片地址范围就是：10000000000 ~ 11111111111。

c、位、字扩展

比如用8 片 1k * 4 位的芯片扩展成 4k * 8位的。

思路， 先扩展位数， 也就是两个芯片作为一组（保证片选信号相同）。 一共四组， 存储空间就是： 4k * 8 位的。 1k的地址线是：10根， 4k 是12 根。可以利用多余的两根当片选信号， 一共有四种组合方式， 刚好对应四组存 储空间。

存储器与CPU之间的连接：

（1）地址线的连接

CPU给出地址信号， 找到对应的存储单元是哪块芯片或者那几块芯片上面的。 一般地址线高位为 位选信号， 低位为实际地址。

（2）数据线的连接

若CPU的数据线大于存储器数据线， 那么需要对存储器的数据线进行扩展， 使其满足CPU的要求。

（3）读写控制线

控制CPU是读出还是写入。

（4）片选线的连接

判断地址是哪块芯片或者哪几块芯片上的。

注意两点：

a、片选线必须指明CPU是访问存储器而非 I/O 设备。 MREQ

b、保证每块地址访问都在该芯片的地址范围之内。

（5）合理的选择芯片

a、RAM和ROM合理

b、RAM和ROM技术性能参数。

（6）其它时序、负载。