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1．存储器部件的几种分类 （1）按在系统中的地位分类 （2）按存储介质分类 （3）按信息存取方式分类 2．存储器的组织和结构 描述存储器的最基本的参数是存储器的容量，如4Mb。通常情况下，存储器的表示并不惟一，有一些不同的表示方法，每种有不同的数据宽度。例如，一个4Mb的存储器可能有下列两种表示： 一个1 M×4位的阵列，每次存储器访问可获得4位数据项，最大共有220个不同地址。 一个4 M×1位的阵列，每次存储器访问可获得1位数据项，最大共有222个不同地址。 3．常用的存储器 1）随机存储器（RAM） 随机存储器可以被读和写，它与磁盘不同，地址可以以任意次序被读。随机存储器可以分为静态随机存储器（SRAM）和动态随机存储器（DRAM）。 （1）静态随机存储器（SRAM） （2）动态随机存储器（DRAM） 2）只读存储器（ROM） 一、 存储体系结构 1．存储器的多体结构 1）存储器性能的提高 对于多体结构的存储器来说，其容量可表示为Sw＝Wlm。其中W为存储体的字长（单位为位或字节），l为单个存储体的字数，m为并行工作的存储体个数。 2）存储体系的组成 ① 单体单字存储器 ② 单体多字存储器 ③ 多体单字交叉存取存储器 3）存储体系的形式 （1）主存—辅存存储层次 辅存是外部设备的一部分，其编址和主存编址无关，操作系统的形成和发展使得程序员尽可能摆脱主存、辅存之间的地址定位，同时形成了支持这些功能的“辅助软硬件”，通过软、硬件结合，把主存和辅存统一成一个整体、形成一个主存—辅存存储层次。 （2）Cache—主存—辅存存储层次 在计算机系统中，主存的速度一般与CPU的速度有一个数量级的差距，主存速度成为限制CPU速度潜力的重要因素。 二、总线操作 1．总线协议 大部分总线协议的基本构件是四周期握手协议。握手保证当两个设备要通信时，一个准备好发送，另一个准备好接收。握手使用两根用来进行握手的电线enq（表示查询）和ack（表示应答）。在握手期间，有专用的电线用来传输数据。 4周期握手描述如下： （1）设备1升高它的输出电平来发查询信号，它告诉设备2 应准备好监听数据。 （2）当设备2准备好接收数据时，它升高它的输出电平来发应答信号。这时，设备1和2 已准备好发送或接收。 （3）一旦数据传送完毕，设备2降低它的输出电平表示它已经接收完数据。 （4）看见应答信号变低，设备1降低它的输出电平。 2．总线读/写 微处理器总线在握手的基础上为CPU和系统其他部分建立通信。总线的基本操作是读和写。图2-15显示了一个支持读和写的典型总线结构。主要部分如下： 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。 3．总线的时序图 总线行为经常以时序图说明。时序图表示总线上的信号如何随时间变化。 4．直接内存访问（DMA） 直接存储器访问（DMA）是允许读写不由CPU控制的总线操作。DMA传输由DMA控制器控制，它从CPU请求总线控制。得到控制权后，控制器直接在设备和存储器之间执行读写操作。 5．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，而低速设备连到别的总线上。一个被称为桥的小逻辑电路使总线可以互连。 2.4.3 ARM存储系统 1．ARM存储数据类型 ARM处理器支持以下6种数据类型： 8位有符号和无符号字节。 16位有符号和无符号半字，以2字节的边界对齐。 32位有符号和无符号字，以4字节的边界对齐。 2．数据存储格式 ARM处理器的数据存储格式有两种：大端模式和小端模式。这两种模式是根据最低有效字节与相邻较高有效字节相比，是存放在较低的地址还是较高的地址来划分的。ARM处理器可以很方便地配置其中任何一种存储器方式，默认的情况下使用小端 模式。 （1）大端模式：较高的有效字节存放在较低的存储器地址，较低的有效字节存放在较高的存储器地址。 （2）小端模式：较高的有效字节存放在较高的存储器地址，较低的有效字节存放在较低的存储器地址。 3．存储器接口 ARM有4种存储周期的基本类型： 空闲周期。 非顺序周期。 顺序周期。 协处理器寄存器传送周期。 5．存储管理单元MMU 存储管理单元在CPU和物理内存之间进行地址转换。由于是将地址从逻辑空间映射到物理空间，因此这个转换过程一般称为内存映射。在ARM系统中，存储管理单元MMU主要完成以下工作： 虚拟存储空间到物理存储空间的映射。在ARM中采用了页式虚拟存储管理。它把虚拟地址空间分成一个个固定大小的块，每一块称为一页，把物理内存的地址空间也分成同样大小的页。MMU实现的就是从虚拟地址到物理地址的转换。 存储器访问权限的控制。 设置虚拟存储空间的缓冲的特性。 |