文档介绍：*
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嵌入式系统设计 （研究生）
天津大学计算机学院 车明
第四章: 存储系统设计
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存储系统概述
存储器分类
按工艺分类: TTL、MOS、CMOS
按位数和容量分类: (单个芯片)
1位：1Kb、8Kb、64Kb、…、1Mb、… 、4Gb
4位：2K*4b、…
8位：1KB、8KB、64KB、128KB、 …
（ B = byte ; b = bit ）
1位、4位存储器芯片常用于PC机内存条；8位存储器芯片则常用于嵌入式系统。
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按存储方式分类:
只读 ROM：非易失，高速读、低速写
只读存储器 ROM：不可编程、出厂固化
可编程只读存储器 PROM：可一次性编程
可擦除可编程只读存储器 EPROM：可多次编程
紫外线擦除可编程只读存储器 UVPROM：可多次编程，靠紫外线照射实现擦除
电可擦除可编程只读存储器 EEPROM：可多次编程，靠较高电压电信号实现擦除
快闪存储器 Flash Memory：高速编程的EEPROM（块编程技术）
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随机：RAM 掉电失数，高速读写
静态随机存储器 SRAM：不需刷新，低容量
动态随机存储器 DRAM：需要刷新，高容量
同步动态随机存储器 SDRAM：与CPU使用相同时钟
双数据输出同步动态存储器 DDR：时钟的上升沿和下降沿都可以读出数据
集成随机存储器 iRAM：自带刷新逻辑电路的DRAM
非易失性随机存储器 NVRAM：断电后数据仍能保留的RAM。（自带电池、FRAM）
由于Flash Memory性能的提高，目前也被归入NVRAM。但其精确的描述应该是NVM（Non-Volatile Memory）
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存储系统的主要指标
存储容量
包括 ROM 和 RAM 各自的容量
读写速度
ROM、RAM 的速度与 CPU 的匹配
负载要求
地址、数据总线的驱动能力
功耗要求
所有存储器对电源的需求（作为系统对电源驱动能力要求的一部分，整个嵌入式系统的功耗应该统一考虑）
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存储系统的设计步骤
存储空间的分配：ROM、RAM、IO
存储器芯片选择：总线负载相关
确定译码方式：全译码、局部译码、线选
计算总线负载：必要时增加驱动电路
检查速度匹配：CPU与存储器
逻辑电路设计：EDA工具（PROTEL）
版图设计：EDA工具（PROTEL）
电路加工、调试：委托加工、调试工具（逻辑笔、示波器、逻辑分析仪）
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地址译码
存储器芯片的信号线包括：数据线、地址线、控制线。
例：8KB SRAM 6264
地址线：A0 - A12
数据线：DQ0 - DQ7
控制线：
片选：/E1、E2
读（输出允许）：/G
写： /W
电源：VCC、VSS
（ NC：无用管脚 ）
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处理器的地址总线一般多于存储器芯片的地址线，其多出的地址线称为高位地址线，对应芯片的地址线称为低位地址线。
如：MCS-51 单片机有16位地址线
其对应 6264 芯片的 A0-A12 为低位地址
其余 A13-A15 为高位地址
存储器芯片的地址线连接总线低位地址，总线高位地址通过译码，产生片选信号。
存
储
器
译码
片选
低位地址
高位地址
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全地址译码
对所有高位地址全译码：芯片访问地址唯一
通过对全部高位地址线译码，产生的某一个片选信号选中芯片，则该芯片在存储空间中的定位是唯一的。例：
8KB
FFFFH
0000H
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局部地址译码
对部分高位地址译码：芯片访问地址不唯一
通过对部分高位地址线译码，产生的某一个片选信号选中芯片，则该芯片在存储空间中的定位并不是唯一的。
在小型嵌入式应用中，只要存储空间够用，这种译码可以节省译码电路开销。
FFFFH
0000H
8KB
8KB