第六節(jié) 微型機(jī)的RAM子系統(tǒng)
本節(jié)概述:
微型計(jì)算機(jī)的RAM容量一般都比較大,如IBM PC/XT最大容量為640MB,IBM 286容量為2MB,IBM 386為4MB甚至更高。組成RAM所用的芯片集程度在不斷地增大,現(xiàn)在常用的有64×1,256×1和1M×1的片子。
一、RAS和CAS信號(hào)的產(chǎn)生
長城0520微機(jī)有256K RAM,由32片MB8264(64Kb×1)芯片構(gòu)成。 MB8264使用地址復(fù)用引腳,當(dāng)行選擇信號(hào)RAS有效時(shí),把地址引腳上的信號(hào)鎖存在"行地址鎖存器"中,作為存儲(chǔ)器內(nèi)部的A7~A0;當(dāng)列選擇信號(hào)CAS有效時(shí),把地址引腳上的信號(hào)作為存儲(chǔ)器內(nèi)部的A15~A8。
使用多路轉(zhuǎn)換開關(guān)U28、U29把系統(tǒng)地址信號(hào)A15~A0轉(zhuǎn)換為行地址和列地址,分兩次送存儲(chǔ)器MB8264。
| \ | U28 | U29 |
| 第一次 | A0、A1、A2、A3 | A4、A5、A6、A7 |
| 第二次 | A8、A9、A10、A11 | A12、A13、A14、A15 |
1、 RAS的產(chǎn)生(由74LS138 U31產(chǎn)生)
產(chǎn)生條件:(74LS138的G1、G2A、G2B均有效)
?、?nbsp;模板選擇信號(hào)DACK0BRD有效。此時(shí),DRAM不處于刷新。(經(jīng)反向器U78接U31的G2A)
② CPU對(duì)DRAM讀或?qū)?,XMEMR、XMEMW有效。(經(jīng)與非門U72接U31的G1)
?、?nbsp;地址線A19、A18為低電平,使G2B有效。
?、?nbsp;74LS138的C=0,B=A17,A=A16,因此,四個(gè)RAS信號(hào)(Y0、Y1、Y2、Y3)對(duì)應(yīng)的地址選擇范圍是:
RAS0:00000~0FFFFH
RAS1:10000~1FFFFH
RAS2:20000~2FFFFH
RAS3:30000~3FFFFH
2、 CAS的產(chǎn)生(由74LS138 U78產(chǎn)生)
產(chǎn)生條件:(74LS138的G1、G2A、G2B均有效)
?、?nbsp;模板選擇信號(hào)DACK0BRD有效。此時(shí),DRAM不處于刷新。(接U71的G1)
?、?nbsp;CPU對(duì)DRAM讀或?qū)懀?nbsp;XMEMR、XMEMW有效后100ns(由延遲器U73產(chǎn)生延遲信號(hào),送G2B)
?、?nbsp;地址線A19、A18為低電平,使G2A有效。
?、?nbsp;C=0,B=A17,A=A16,使四個(gè)CAS信號(hào)與RAS信號(hào)對(duì)應(yīng)的地址范圍相同。
二、 RAM電路
例、8088 CPU組成的最小系統(tǒng)中,有32KB ROM,其地址范圍是0000~7FFFH;有8KB RAM,其地址范圍是8000~9FFFH。如果ROM選用2764,RAM選用2114,畫出存儲(chǔ)器地址線及數(shù)據(jù)線的連接圖。
分析:
① 32KB ROM,需要4片2764(8Kb×8);8KB RAM,需要16片2114(1Kb×4)。16片2114分為8組,每組兩片。
② 4片2764的地址范圍是:
1片:0000~1FFFH
2片:2000~3FFFH
3片:4000~5FFFH
4片:6000~7FFFH。
③ 8組2114的地址范圍是:
一組:8000~83FFH
二組:8400~87FFH 
三組:8800~8BFFH
四組:8C00~8FFFH
五組:9000~93FFH
六組:9400~97FFH
七組:9800~9BFFH
八組:9C00~9FFFH
④ 2764(8Kb×8)片內(nèi)地址需要13根(A12~A0),2114(1Kb×4)片內(nèi)地址需要10根(A9~A0)。
⑤ 使用兩片74LS138分別作為ROM的片選和RAM的片選(一組RAM的兩片2114的片選連接在一起)。
ROM片選信號(hào)的確定:
|
芯片地址 A15~A0
|
\
|
74LS138輸入A15~A13
|
片內(nèi)地址A12~A0
|
||
|
C(A15)
|
B(A14)
|
A(A13)
|
|||
|
0000~1FFFH
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0000000000000 ~1111111111111
|
|
2000~3FFFH
|
1
|
0
|
0
|
1
|
|
|
4000~5FFFH
|
2
|
0
|
1
|
0
|
|
|
6000~7FFFH
|
3
|
0
|
1
|
1
|
|
|
8000~9FFFH
|
4
|
1
|
0
|
0
|
作為RAM片選控制
|
RAM片選信號(hào)的確定:
|
地址范圍 A15~A0
|
組別
|
A15 A14 A13
|
74LS138
|
片內(nèi)地址A9~A0
|
||
|
C
A12 |
B
A11 |
A
A10 |
||||
|
8000~83FF
|
0
|
由ROM38制 = 100
|
0
|
0
|
0
|
0000000000 ~1111111111
|
|
8400~87FF
|
1
|
0
|
0
|
1
|
||
|
8800~8BFF
|
2
|
0
|
1
|
0
|
||
|
8C00~8FFF
|
3
|
0
|
1
|
1
|
||
|
9000~93FF
|
4
|
1
|
0
|
0
|
||
|
9400~97FF
|
5
|
1
|
0
|
1
|
||
|
9800~9BFF
|
6
|
1
|
1
|
0
|
||
|
9C00~9FFF
|
7
|
1
|
1
|
1
|
||
三、微機(jī)中主內(nèi)存的使用
1、 內(nèi)存條
微機(jī)的主內(nèi)存一般制造為內(nèi)存條的形式,插在主板的內(nèi)存插槽上使用。如:
內(nèi)存條的外形規(guī)范一般有30線(30個(gè)引腳)SIMM、72線(EDO RAM)SIMM、168線DIMM(SDRAM、EDO RAM)。
SIMM:single in_line memory module,單列直插式內(nèi)存模塊。
DIMM:double in_line memory module,雙列列直插式內(nèi)存模塊。有72線(每面36線)、144線(每面72線)、168線(每面84線)規(guī)格。
30線:8位數(shù)據(jù)、11位行列共用地址、RAS、CAS等。用于386系統(tǒng),其帶寬為16位(ISA),必須成對(duì)使用。
72線:32位數(shù)據(jù)、12位行列共用地址、RAS、CAS、SPD信號(hào),32位帶寬。在486系統(tǒng)上可單數(shù)使用。在Pentium 及Pentium /w MMX等64位系統(tǒng)中必須成對(duì)使用。
168線:64位數(shù)據(jù)、14位行列共用地址、RAS、CAS、SPD等。用于Pentium、Pentium /w MMX、Pentium Pro、Pentium Ⅱ,這些處理器均為64位外部數(shù)據(jù)總線(內(nèi)核均為32位!),可單數(shù)使用。
2、ECC:Error Check and Correction,錯(cuò)誤檢測(cè)與糾正(奇偶校驗(yàn)parity)。
每8位數(shù)據(jù)產(chǎn)生一位校驗(yàn)位。而存儲(chǔ)器芯片一般為"×8"結(jié)構(gòu),因此,帶校驗(yàn)的內(nèi)存條一般每面有9片芯片(8片數(shù)據(jù)、1片校驗(yàn)),不帶校驗(yàn)的內(nèi)存條一般每面有8片芯片。ECC內(nèi)存可以糾正一位傳輸錯(cuò)誤,當(dāng)發(fā)生一位傳輸錯(cuò)時(shí),不會(huì)死機(jī)。通常,只在服務(wù)器上使用ECC內(nèi)存。
3、EDO RAM:擴(kuò)展數(shù)據(jù)輸出(Extended Data Output)
采用頁模式輸出數(shù)據(jù),但與普通頁模式略有不同。
普通頁模式在CAS為高電平時(shí)不能輸出數(shù)據(jù),因?yàn)?,只有?dāng)數(shù)據(jù)被系統(tǒng)(DRAM 控制器)取走后,CAS才能置高。
EDO頁模式在CAS為高電平時(shí)可以輸出數(shù)據(jù),因?yàn)?,系統(tǒng)未取走的數(shù)據(jù)由存儲(chǔ)器內(nèi)部的寄存器保存(稱為"鎖住"),只要數(shù)據(jù)已被鎖住, CAS可為高電平以準(zhǔn)備下一列地址訪問(使下一列地址單元預(yù)充電)。系統(tǒng)從寄存器中讀數(shù)據(jù),即使這時(shí)的CAS為高。(寄存器鎖住一個(gè)數(shù)據(jù)直到下一個(gè)CAS的下降沿)。
4、SDRAM:同步DRAM(Synchronous)
非SDRAM的DRAM定時(shí),均相對(duì)于 RAS、CAS、WE信號(hào)的上升沿或下降沿,而SDRAM的定時(shí),與CPU外部總線同步,故稱為同步DRAM。
5、BURST:突發(fā)
在CPU未收到READY信號(hào)前,發(fā)出下一總線周期的地址信號(hào),這種訪問方式稱為突發(fā)訪問。由于存儲(chǔ)器只能在較短時(shí)間內(nèi)適應(yīng)這種訪問方式(存儲(chǔ)器的速度低于CPU),因此稱為突發(fā)。
6、Pipeline:管道
或稱流水線,使用輸入/輸出寄存器,使存儲(chǔ)器訪問可以形成像"管道"那樣的數(shù)據(jù)流水線傳輸方式
7、SPD:Serial Presence Detect,串行設(shè)備標(biāo)識(shí)
在內(nèi)存條上,增加一小片 ,共有256字節(jié),標(biāo)識(shí)了該內(nèi)存條的制造商代碼、芯片類型(EDO/SDRAM)、速度、行地址數(shù)量、列地址數(shù)量、刷新速度、有無ECC、數(shù)據(jù)寬度(如×8,×4)等信息,這些信息通過系統(tǒng)的串行系統(tǒng)管理總線(SMB,system management bus)傳送給DRAM控制器,DRAM控制器根據(jù)其速度等參數(shù)決定訪問該內(nèi)存條的定時(shí)。
8、PC100
Intel 頒布的SDRAM規(guī)范,可運(yùn)行在100MHz下。
規(guī)范主要要求為:
① 為了減少電磁干擾,PCB應(yīng)按6層板制造(減小布線長度,trace)。
② 8ns芯片。
③ 時(shí)序要求。
④ SPD要求。
⑤ 標(biāo)識(shí)為PC100-abc-def。
a = CL value b = trcd value c = trp value
d = tac value e = spd rev # f = reserved
例PC100-322-620。CL3, trcd=2, trp=2, tac=6, 2= spd rev 1.2 tac 和spd可為兩位數(shù)。如 PC100-322-60120
CL3, trcd=2, trp=2, tac=6, 12= spd rev 1.2(ss151s.pdf)
7、 Flash ,閃速
一種EEPROM,它可被按塊重寫,各塊的寫入時(shí)序不同。多數(shù)用于BIOS。Flash 分為四塊:啟動(dòng)塊(boot block)8K、兩個(gè)參數(shù)塊(parameter block)各4K、一個(gè)程序塊112K。
8、 SGRAM:Synchronous Graphic RAM
同步圖形RAM,在信號(hào)的上升沿和下降沿均可讀寫數(shù)據(jù)。
9、 Tag RAM:標(biāo)記RAM
用于標(biāo)記被緩存(Cached)主存的地址。
10、 VRAM:Video RAM
雙向RAM,可被顯示控制器和CPU同時(shí)訪問。
11、 WRAM:Window RAM
允許同時(shí)讀和寫,比VRAM的效率更高。
