存储器系统|微嵌

注 此文为学习《微处理器与嵌入式系统设计》（第三版 闫波等）过程中的一些笔记。

首先回顾一下前边由冯诺依曼体系构成的模型机，该模型机总共有4个子系统：

（1）CPU子系统

（2）总线

（3）存储器子系统

（4）I/O子系统

但是，传统的冯氏结构计算机的存储器系统存在以下这么几个缺点：

（1）CPU的运算速度远高于M子系统的访问速度

（2）由于冯氏结构计算机的一大特点就是采用存储程序和数据的思想，而程序和数据需要占用的存储空间越来越大

（3）存储器在速度-容量-成本三者之间存在矛盾

而这个问题可以通过哈佛结构和多层存储子系统解决。

哈佛结构指的是一种将程序和数据分开存储的存储器结构，哈佛结构的微处理器通常具有较高的执行效率。

一。存储器件的分类

1.存储器由存储介质和读/写数据的控制部件组成。不同的存储介质采用不同的存储原理，而不同的读/写控制部件则决定了数据的存取方式。

2.按照存储介质的不同，可以将存储器分为：半导体存储器、磁介质存储器、光介质存储器

 3. 半导体存储器速度快，但成本较高，适合存放少量频繁使用的数据。根据掉电以后存储器中的内容会不会丢失，半导体存储器件可以分为易失性（随机存取存储器，RAM）和非易失性（只读存储器，ROM）。

（1）随机存取存储器（RAM）：根据上边的内容我们可以知道，这类存储器件需要维持持续的电源供应，才能确保存储内容不变化或不丢失。最常见的易失性存储器有两种：静态RAM（SRAM）和动态RAM（DRAM）。DRAM的存取速度低于SRAM。在计算机系统中，一般采用速度快成本高的SRAM构成高速缓冲存储器（cache），DRAM可用于构成主存。

（2）非易失性存储器：

二. 按照读写策略分类

1.按照数据访问形式分为：并行存储器和串行存储器。

2.按照数据存取顺序分类

（1）随机存取：又称为直接存取，数据的存取不受任何特定顺序的限制。有两层含义：可以按地址随机访问任意存储单元；访问存储单元所需要的时间与地址无关。CPU中直接寻址的存储器都采用随机存取方式。

（2）顺序存取：顺序存取也称为“先进先出”（FIFO），非常适合缓冲存储器，但是效率比较低。磁带就是典型的顺序存取存储器。

（3）直接存取存储器：既非随机存取又非顺序存取。

（4）堆栈存取存储器：先进后出。堆栈通常一端固定（栈底），一端浮动（栈顶）。进栈和出栈操作都针对栈顶。栈顶的当前地址存放在堆栈指针（SP）中，其值能随着数据的进出自动修改。根据进栈时SP的值是增大的还是减小的，可以将堆栈分为向下生成和向上生成两类。