Vi Xử Lý và Cấu Trúc Máy Tính chương 04 docx

VI XỬ LÝ &
CẤU TRÚC MÁY TÍNH
ĐH CNKT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG K5
Giảng viên: Kiều Xuân Thực
Khoa Điện tử
Đại học công nghiệp Hà Nội
CHƯƠNG 4
BỘ NHỚ VÀ HỆ THỐNG LƯU TRỮ
Nội dung:
1. Tổ chức bộ nhớ của máy vi tính
2. Bộ nhớ trong
HANOI UNIVERSITY OF INDUSTRY
Faculty of Electronic Engineering
3. Bộ nhớ ngoài
1. Tổ chức bộ nhớ của máy VT
HANOI UNIVERSITY OF INDUSTRY
Faculty of Electronic Engineering
4
- Cấp 0: Tệp các thanh ghi (registers) bên trong bộ vi xử lý.
- Cấp 1: Cache sơ cấp L1 được tích hợp ngay trên bộ vi xử lý.
- Cấp 2: Cache thứ cấp L2 là bộ nhớ truy cập nhanh nhưng dung lượng nhỏ hơn bộ nhớ
chính, nằm bên ngoài vi xử lý.
- Cấp 3: Bộ nhớ chính được bộ vi xử lý đánh địa chỉ trực tiếp, chứa dữ liệu và các chương
trình hiện hành
- Cấp 4: Bộ nhớ ngoài, không được bộ vi xử lý đánh địa chỉ trực tiếp, bộ nhớ ngoài có dung
lượng rất lớn: ổ đĩa cứng DVD, Flash Disk, Memory Card
- Cấp 5: Bộ nhớ mạng - máy tính có thể truy cập tới bộ nhớ của một máy khác trên mạng.
Printed with FinePrint trial version - purchase at www.fineprint.com
2. Bộ nhớ trong
 Bộ nhớ trong: tạo từ các vi mạch nhớ bán dẫn
(ROM, RAM)

 Mỗi một vi mạch nhớ gồm các ô nhớ có địa chỉ
riêng
 Mỗi ô nhớ (mỗi một địa chỉ nhớ) chứa một byte,
hoặc
1 word (2 byte),
hoặc
double word (4 byte)
HANOI UNIVERSITY OF INDUSTRY
Faculty of Electronic Engineering
hoặc
1 word (2 byte),
hoặc
double word (4 byte)
dữ liệu
5
0 1 2 3
4
5
6
1
7
8
9
10
11
12
13 14
15
4D
65 6D

6F
72
79
20 49
73
20
55
73
65
66 75
6C
0
0
0
0
V
DD
V
DD
A
0
A
1
A
2
A
3
D
0
D

1
D
2
D
3
D
4
D
5
D
6
D
7
1
0
1
1
0
0
1
0
M
Bộ nhớ ROM (Read Only Memory)
 Dữ liệu lưu trong ROM không bị mất khi mất
nguồn điện
 ROM thường được dùng chứa các chương trình
quản lý, điều khiển phần cứng của hệ thống
(thường được gọi là các chương trình hệ thống),
VD:chứa
BIOS

của
máy
tính
, firmware
của
các
HANOI UNIVERSITY OF INDUSTRY
Faculty of Electronic Engineering
VD:chứa
BIOS
của
máy
tính
, firmware
của
các
thiết bị điện tử, …
6
Các loại ROM
 ROM:
 Ma trận diode
 Chỉ đọc ra
2
n
ô nhớ
n đường
địa chỉ
Giải mã
11
10

01
00
HANOI UNIVERSITY OF INDUSTRY
Faculty of Electronic Engineering
 PROM – Programable ROM - one-time
PROM (OTP):
 Ma trận diode nối tiếp cầu chì
 Lập trình (Ghi) được 01 lần bằng cách đánh
đứt các cầu chì
7
Hình 4.3. ROM dùng ma trận diode
m bit dữ liệu
 EPROM – Erasable PROM
 can be erased by exposure to strong ultraviolet light
(typically for 10 minutes or longer)
 rewritten with a process that again needs higher than
usual voltage applied

The
endurance
of most EPROM chips exceeds 1000
HANOI UNIVERSITY OF INDUSTRY
Faculty of Electronic Engineering

The
endurance
of most EPROM chips exceeds 1000
cycles of erasing and reprogramming.
8
Printed with FinePrint trial version - purchase at www.fineprint.com

 EEPROM – Electrically EPROM
 Ghi bằng xung điện
 Xoá bằng xung điện
 Flash ROM
 A modern type of EEPROM invented in 1980 by
Toshiba
HANOI UNIVERSITY OF INDUSTRY
Faculty of Electronic Engineering
Toshiba
 02 types: NAND and NOR array
 Can be erased and rewritten faster than ordinary
EEPROM, and newer designs feature very high
endurance (up to 1,000,000 cycles)
 Modern NAND flash makes efficient use of silicon
chip area, resulting in individual ICs with a capacity as
high as 32 GB as of 2007
9
RAM (Random Access Memory)
 SRAM – Statis RAM
 tốc độ nhanh (thời gian truy cập vài chục ns
 dung lượng nhỏ
 giá thành đắt
 chế tạo bộ nhớ cache nhằm cải thiện tốc độ của hệ
HANOI UNIVERSITY OF INDUSTRY
Faculty of Electronic Engineering
thống
 DRAM – Dynamic RAM
 Chậm, rẻ tiền
 Mỗi một phần tử nhớ là 01 tụ điện
 Lưu trữ thông tin bằng cách nạp/không nạp điện tích

lên các tụ điện
 Phải được làm tươi refresh sau mỗi 2us
10
 SDRAM (Synchronous DRAM): SDR, DDR, DDR2 và DDR3.
 SDR SDRAM (Single Data Rate SDRAM): 66, 100, và 133 MHz
 DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM), thường được giới chuyên
môn gọi tắt là "DDR“: tốc độ truyền tải gấp đôi SDR nhờ vào việc truyền
tải hai lần trong một chu kỳ bộ nhớ (tới 400MHz)
 DDR2 SDRAM (Double Data Rate 2 SDRAM): thế hệ thứ hai của DDR,
có bus speed cao gấp đôi clock speed (tới 800MHz)

DDR 3 SDRAM (Double Data Rate III SDRAM): có tốc độ bus
HANOI UNIVERSITY OF INDUSTRY
Faculty of Electronic Engineering

DDR 3 SDRAM (Double Data Rate III SDRAM): có tốc độ bus
800/1066/1333/1600 Mhz
 RDRAM (Rambus Dynamic RAM)
11
Ghép nối 8086 với các vi mạch nhớ
HANOI UNIVERSITY OF INDUSTRY
Faculty of Electronic Engineering
12
Printed with FinePrint trial version - purchase at www.fineprint.com
VD1: Mạch giải mã địa chỉ cho 2716, địa chỉ
đầu FF800h
HANOI UNIVERSITY OF INDUSTRY
Faculty of Electronic Engineering
 2716: EPROM 2kx8; 2764: EPROM 8kx8
 27128: EPROM 16kx8; 27256: EPROM 32kx8

13
 Địa chỉ đầu – cuối:
HANOI UNIVERSITY OF INDUSTRY
Faculty of Electronic Engineering
 VM làm việc khi:
 M/IO = 1
 A
11
= … = A
19
= 1
14
 BT1: Xây dựng mạch giải mã địa chỉ cho
2764, địa chỉ đầu DE000h
 BT2: Xây dựng mạch giải mã địa chỉ cho
27256,
địa
chỉ
đầu
80000h
HANOI UNIVERSITY OF INDUSTRY
Faculty of Electronic Engineering
27256,
địa
chỉ
đầu
80000h
15
VD2: TK bộ nhớ 4Kx16, ĐCĐ 7C000H
từ RAMs 4Kx8

1. Số VM RAM cần dùng
2. XĐ Địa chỉ cuối của bộ
nhớ
3. XĐ Đường dây địa chỉ nối
trực tiếp vào RAMs
4.
Điều
kiện
02
VM
được
HANOI UNIVERSITY OF INDUSTRY
Faculty of Electronic Engineering
16
4.
Điều
kiện
02
VM
được
phép hoạt động
Printed with FinePrint trial version - purchase at www.fineprint.com
VD3: Phân tích mạch ghép nối bộ nhớ
HANOI UNIVERSITY OF INDUSTRY
Faculty of Electronic Engineering
17
VD4: Phân tích mạch ghép nối bộ nhớ
D7
VCC
D0

A0 A19
A13
10
9
8
7
6
5
4
3
25
24
11
12
13
15
16
17
18
19
A0
A1
A2
A3
A4
A5
A6
A7
A8
O0

O1
O2
O3
O4
O5
O6
O7
D0
10
9
8
7
6
5
4
3
25
24
11
12
13
15
16
17
18
19
A0
A1
A2
A3

A4
A5
A6
A7
A8
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
D0 D7
A0
A15
74LS138
1
2
3
15
14
13
12
11
10
9
7
6
4

5
A
B
C
Y0
Y1
Y2
Y3
Y4
Y5
Y6
Y7
G1
G2A
G2B
A0
D7
A14
HANOI UNIVERSITY OF INDUSTRY
Faculty of Electronic Engineering
18
A18
2764
24
21
23
2
22
27
1

20
A8
A9
A10
A11
A12
OE
PGM
VPP
CE
A17
A19
VCC
62256
24
21
23
2
26
1
20
22
27
28
A8
A9
A10
A11
A12
A13

A14
CE
OE
WE
VCC
AND4
1
2
3
4
5
A12
74LS138
/WR
NAND4
1
2
3
4
5
/RD A14
A16
/RD
A13
74LS138
1
2
3
15
14

13
12
11
10
9
7
6
4
5
A
B
C
Y0
Y1
Y2
Y3
Y4
Y5
Y6
Y7
G1
G2A
G2B
D0 A0
10
9
8
7
6
5

4
11
12
13
15
16
17
18
A0
A1
A2
A3
A4
A5
O0
O1
O2
O3
O4
O5
A16
A0 D0
D0 D7
A15
VCC
A14
A0 A19
2
10
9

8
7
6
5
4
11
12
13
15
16
17
18
A0
A1
A2
A3
A4
A5
D0
D1
D2
D3
D4
D5
VD5: Phân tích mạch ghép nối bộ nhớ
HANOI UNIVERSITY OF INDUSTRY
Faculty of Electronic Engineering
19
D7
A18

ROM1
4
3
25
24
21
23
2
18
19
22
27
1
20
A5
A6
A7
A8
A9
A10
A11
A12
O5
O6
O7
OE
PGM
VPP
CE
A12

A19
1
2
3
A16
1
2
3
/RD
A12
/RD
/CE ROM2
A13
D7
OR5
1
2
3
4
5
6
ROM3
4
3
25
24
21
23
2
26

1
18
19
20
22
27
A5
A6
A7
A8
A9
A10
A11
A12
A13
VPP
D5
D6
D7
CE
OE
PGM
IO-/M
A17
A7
VD5: Phân tích mạch ghép nối bộ nhớ
10
9
8
7

6
5
4
3
25
24
11
12
13
15
16
17
18
19
A0
A1
A2
A3
A4
A5
A6
A7
A8
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6

D7
74LS138
1
2
3
15
14
13
12
11
10
9
7
6
4
5
A
B
C
Y0
Y1
Y2
Y3
Y4
Y5
Y6
Y7
G1
G2A
G2B

VCC
D0
D7
A15
A13
AND2
D0 D7
A0
A14
A0
A0 A19
10
9
8
7
6
5
4
3
25
24
11
12
13
15
16
17
18
19
A0

A1
A2
A3
A4
A5
A6
A7
A8
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
D7
D0
HANOI UNIVERSITY OF INDUSTRY
Faculty of Electronic Engineering
20
62256
24
21
23
2
26
1
20
22

27
28
A9
A10
A11
A12
A13
A14
CE
OE
W E
VCC
A14
AND4
74LS138
/WR
A17
AND2
A13
/RD
NAND4
/RDA19
A18
VCC
27128
24
21
23
2
26

1
20
22
27
A9
A10
A11
A12
A13
VPP
CE
OE
PGM
A16
Printed with FinePrint trial version - purchase at www.fineprint.com
HOMEWORK
 Làm các BT cuối chương 4 của Giáo trình.
 Đọc trước Chương 5 của Giáo trình.

Đoc
chapter 9,
tài
liệu
số
1
HANOI UNIVERSITY OF INDUSTRY
Faculty of Electronic Engineering

Đoc
chapter 9,

tài
liệu
số
1
22
Printed with FinePrint trial version - purchase at www.fineprint.com