TỔ CHỨC bộ NHỚ (cấu TRÚC máy TÍNH SLIDE)

Bài 5

TỔ CHỨC BỘ NHỚ


Nội dung
1. Cơ sở bộ nhớ bán dẫn
2. Bản đồ bộ nhớ máy tính IBM PC
3. Phối ghép ROM, RAM trong IBM/XT 8088
4. Định thời chu kỳ đọc/ghi của 8086/88
5. Dải thơng bus của máy tính 80x86


Giới thiệu Bộ nhớ máy tính
• Bộ nhớ là thiết bị có thể ghi và chứa thơng tin: ROM,
RAM, cache, đĩa cứng, đĩa mềm, CD....
• Bộ nhớ trong (chip nhớ): vi mạch RAM, ROM.
• Bộ nhớ ngồi: đĩa cứng, đĩa mềm, CD ROM.
• Các tính chất:
1. Dung lượng: khả năng lưu trữ dữ liệu của thiết bị (MByte).
2. Tốc độ truy nhập: tốc độ truyền dữ liệu của thiết bị (MBps).
3. Giao tiếp: cấu trúc bên ngoài của bộ nhớ (số chân, đặc tính).


1. Cơ sở bộ nhớ bán dẫn
•
•
•
•

Dùng để lưu mã lệnh và dữ liệu

Ghép nối trực tiếp với CPU
Tốc độ đáp ứng CPU
Bộ nhớ ROM và RAM


1.1. Dung lượng chip nhớ
•
•
•
•

Bit – binary digit
Bit là đơn vị cơ sở của thơng tin trong máy tính
Dung lượng chíp nhớ: Kbit, Mbit, Gbit
Dung lượng bộ nhớ: KByte, Mbyte, GByte


1.2. Tổ chức chip nhớ

m bit
n bit

Address
Control

Tổ chức chip nhớ:
Dung lượng chip nhớ:

Data

/CS
/WT
/RD

2^m x n
(2^m x n) bit


1.3. Tốc độ chip nhớ
Thời gian truy cập (Access time):

taccess
m bit
n bit

Address
Control

/CS
/WT
/RD

taccess = ~10ns ÷ ~100ns

Data


1.4 Phân loại chip nhớ
• ROM: chip nhớ cố định hay chip nhớ chỉ đọc
– PROM (Programmable ROM): chip ROM khả trình

– EPROM (Erasable PROM): PROM xóa được
• UV-EPROM: PROM xóa bằng tia cực tím

– EEPROM (Electrically EPROM): PROM xóa bằng điện
– Flash EPROM: PROM xóa nhanh
– Maskable ROM: ROM có sẵn nội dung
• RAM: chip nhớ truy cập ngẫu nhiên hay chip nhớ đọc/ghi
– SRAM (Static RAM): RAM tĩnh
– DRAM (Dynamic RAM): RAM động
– NV-RAM (Nonvolatile-RAM): RAM ko thay đổi


Bộ nhớ ROM
• Bộ nhớ chỉ đọc (Read Only Memory).
• Thường dùng để nạp các chương trình điều khiển hệ
thống, thiết bị.
• Trong máy IBM, ROM BIOS lưu các chương trình
vào ra cơ sở và ROM lưu chương trình dịch BASIC
• ROM chiếm vùng địa chỉ cao, đoạn FFFFh trở xuống
• Địa chỉ khởi động CS:IP =FFFF:0000


Vi mạch UV-PROM

• Dung lượng 64Kbit
• Tổ chức 8Kx8
• Xố bằng tia cực tím
VPP
A12
A7

A6
A5
A4
A3
A2
A1
A0
D0
D1
D2
GND

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14

2
7
6

4

28
27
26
25
24
23
22
21
20
19
18
17
16
15

VCC
PCM

NC
A8
A9
A11
OE
A10
CE
D7
D6
D5

D4
D3

Chip UV ROM 2764


Bộ nhớ RAM
• SRAM – RAM tĩnh dùng flip flop.
• DRAM - RAM động dùng tụ điện.
• Tốc độ của SRAM lớn hơn DRAM do không
phải tốn thời gian làm tươi (refresh).
• Chế tạo SRAM tốn kém hơn DRAM nên thông
thường sử dụng DRAM để hạ giá thành sản
phẩm.


a) RAM tĩnh (SRAM - Static RAM)

•
•
•
•

Chip SRAM chứa các phần tử nhớ dạng FF.
Không yêu cầu làm tươi như RAM động.
Tốc độ nhanh hơn RAM động.
Chip SRAM 32Kx8:


Vi mạch RAM tĩnh 2147H

• Tổ chức 4096 x 1
• Dung lượng 4096 bits (4Kbits)

A0
A1
A2
A3
A4
A5
DOUT
WE
GND

1
2
3
4
5
6
7
8
9

18
17
16
15
14
13
12

11
10

VCC
A6
A7
A8
A9
A10
A11
D IN
CS

SRAM 2147H -4096x1


b) Bộ nhớ động DRAM (Dynamic RAM)

•DRAM (Dynamic RAM) lưu thơng tin dưới dạng điện
tích nạp vào tụ điện.
• Rẻ hơn và mật độ (độ tích hợp) cao hơn SRAM.
• Vấn đề làm tươi (refreshing) trong DRAM.
• DRAM dùng giải mã 2 cấp, điều đó cho phép làm tươi
ngun một dịng cùng một lúc. Thường thì làm tươi
chiếm 1-2% chu kỳ hoạt động của DRAM.


Vi mạch RAM động
Dung lượng 256Kbit
Tổ chức 256K x 1

Địa chỉ chọn hàng, chọn cột: A0-A8
A8
D IN
WE
RAS
A0
A2
A1
VCC

1
2
3
4
5
6
7
8

16
15
14
13
12
11
10
9

GND
CAS

DOUT
A6
A3
A4
A5
A7

DRAM 256Kx1


1.5. Giải mã địa chỉ


2. Bản đồ bộ nhớ máy tính PC


a) Bộ nhớ quy ước
•Dung lượng: 640KByte.
•Địa chỉ:

từ 00000h đến 9FFFFh.

•Chức năng: hệ điều hành MS-DOS, các chương trình tiện ích,
các chương trình ứng dụng.
– 00000 003FFh (1024 byte): Bảng vectơ ngắt.
– 00400 004FF: vùng dữ liệu tạm thời của BIOS. Bảng 3-9
– Còn lại: hệ điều hành và chương trình ứng dụng.


b) RAM hiển thị video

• Dung lượng:
128 Kbyte.
• Địa chỉ:
từ A0000 đến BFFFFH.
• Chức năng: lưu thơng tin cần hiển thị lên màn hình.


c) Bộ nhớ ROM
• Dung lượng: 256KByte.
• Địa chỉ:
từ C0000H đến FFFFFH.
• Bản đồ vùng nhớ ROM:


d) Bé nhí më réng EMS (expanded
memory)
• Do Lotus, Intel và MicroSoft đề xuất.
ã Bộ nhớ qui ớc: 640KB quá nhỏ.
ã Bộ nhớ mở rộng: board nhớ mở rộng
8MB, 32MB.
ã Bộ nhớ mở rộng lu: code và data.
ã DOS có lệnh EMM386.EXE để chuyển
bộ nhớ lắp đặt thành bộ nhí më réng.


Giải pháp mở rộng Bộ nhớ qui ước


e) Bộ nhớ phát triển XMS (Extended
Memory Specification)

ã
ã
ã
ã

Lotus, Intel, Microsoft và AST đề xuất.
Bộ nhớ trên 1Mb (VXL 80286 trở lên).
Chế độ thực: VXL truy cập tối đa 1 Mb
Chế độ bảo vệ: VXL có thể truy cập bộ nhớ
trên 100000H.
ã Chơng trình quản lý: HIMEM.SYS.


f) Vïng nhí cao (High memory area)
• Gåm 65520 byte từ 100000h đến
10FFEFh.
ã Có thể truy cập ở chế độ thực.
ã Phần mềm điều khiển A20 Gate.


Tãm t¾t