存储系统机制
存储器就是用来存储信息的部件,存储器是嵌入式系统硬件中的重要组成部分。
设计嵌入式系统的存储器时需要考虑:是否需要扩展;
整个嵌入式系统的存储器是由片内和片外两部分组成。
为了解决速度和内存容量的问题,在系统中采用虚拟地址空间和高速缓存来提高内存的平均性能。
存储管理单元(MMU)进行地址转换,它在一个小的物理内存中提供相对较大的虚拟存储空间。
存储器部件的分类
按在系统中的地位分类:
(1)主存储器(Main Memory,简称内存或主存)
(2)辅助存储器(Auxiliary Memory,Secondary Memory,简称辅存或外存)
按存储介质分类:
(1)磁存储器(Magnetic Memory),
(2)半导体集成电路存储器(通常称为半导体存储器),
(3)光存储器(Optical Memory),
(4)激光光盘存储器(Laser Optical Disk)
按信息存取方式分类:
(1)随机存取存储器RAM
(2)只读存储器ROM
存储器的组织和结构
嵌入式存储器一般采用存储密度较大的存储器芯片,典型的嵌入式存储器系统由ROM、RAM、EPROM等组成。 常用的存储器
随机存储器(RAM)
(1)静态随机存储器(SRAM)
(2)动态随机存储器(DRAM)
只读存储器(ROM),它在嵌入式系统中非常有用,因为许多代码或数据不随时间改变。
(1)工厂编程的只读存储器
(2)现场可编程只读存储器
存储体系的形式
存储层次结构的组成原则:
①每位价格从上往下依次减少。
②存储容量从上往下依次增加。
③存取速度从上往下依次减慢。
④ CPU的访问频度从上往下依次减少。 总线协议
总线是CPU与存储器和设备通信的机制。
总线的一个主要作用是提供到存储器的接口。
大部分总线协议的基本构件是四周期握手协议。 总线读写
总线的基本操作是读和写。
Clock 提供总线组件各部分同步。
当总线读时,R/W’为1。当总线写时,R/W’为0。
Address是一个a位信号束,为访问提供地址。
Data是一个n位信号束,它可从CPU得到数据或向CPU传送数据。
Data ready’当数据束上值合法时发信号。 总线的时序图
总线行为以时序图说明。
时序图表示总线上的信号如何随时间变化。 直接内存访问(DMA)
多数情况下,数据的传输需要CPU的介入。
但是,有时候某些数据传输类型无须CPU加入。
直接存储器访问(DMA)是允许读写不由CPU控制的总线操作 系统总线配置
一个微处理器系统可能含有多条总线。高速设备可连到高速总线上,低速设备连到别的总线上。
桥:使总线可以互连的逻辑电路。
高速总线通常要更昂贵的电路和连接器,可通过使用较慢、较便宜的总线来降低低速设备成本。
桥允许总线独立操作,在I/O操作中可提供某些并行性。
桥不仅是高速总线的受控器,而且是低速总线的主控器。
桥从高速总线上获取指令而将它们传到低速总线,它还将结果从低速总线传到高速总线上。
桥还可以作为两桥之间的协议翻译器。 |