微机原理 第7章

1、12 本章主要讨论存储器与本章主要讨论存储器与CPU的接口。的接口。第6章教学要求存储器芯片的容量与地址线数目和数据线数存储器芯片的容量与地址线数目和数据线数目的关系目的关系存储器芯片的扩展存储器芯片的扩展存储器芯片的存储器芯片的3种片选方法种片选方法存储器与存储器与CPU的连接的连接第6章本章内容6.1 概述概述6.2 SRAM存储器芯片的扩展及其存储器芯片的扩展及其与系统总线的连接与系统总线的连接第6章6.1 存储器芯片的容量存储器芯片的容量容量容量一个存储器芯片所能存储的二进制的总位数，以二进制一个存储器芯片所能存储的二进制的总位数，以二进制位位b（bit）为单位。）为单位。存储容量存储

2、单元个数存储容量存储单元个数*每个存储单元所能存储每个存储单元所能存储的二进制位数（存储单元宽度）的二进制位数（存储单元宽度）存储单元宽度数据线的数目存储单元宽度数据线的数目第6章存储器芯片的存储单元个数存储器芯片的存储单元个数N与地址线数目与地址线数目m的关系的关系SRAM:2m=NDRAM:（1）通过）通过2m=N求出求出m（2）存储器芯片的地址线数目为）存储器芯片的地址线数目为第6章举例举例11、下列、下列SRAM芯片各需多少条地址线进行寻芯片各需多少条地址线进行寻址？多少条数据址？多少条数据I/O线？线？（1）512 4b （2）16k 8b9条地址线，条地址线，4条数据条数据I/O线

3、线14条地址线，条地址线，8条数据条数据I/O线线第6章举例举例22、假定某个、假定某个DRAM芯片有芯片有14位地址引脚和位地址引脚和8位数据引脚，分别计算存储单元的宽度、存储位数据引脚，分别计算存储单元的宽度、存储单元的个数及容量。单元的个数及容量。存储单元的宽度存储单元的宽度 8位位存储单元的个数存储单元的个数228256M存储芯片容量存储芯片容量256M*8b=2048Mb=2Gb第6章6.2 SRAM存储器芯片的扩展存储器芯片的扩展及其与系统总线的连接及其与系统总线的连接典型芯片举例典型芯片举例Intel 2114静态静态RAM（1K4）存储器外部信号引线：存储器外部信号引线：数据线

4、：传送存储单元内容。根数与数据线：传送存储单元内容。根数与单元数据位数相同。单元数据位数相同。 地址线：选择芯片内部一个存储单元。地址线：选择芯片内部一个存储单元。根数由存储器容量决定。根数由存储器容量决定。CSCS片选线：选择存储器芯片。片选线：选择存储器芯片。当当CSCS信号无效，其他信号线不起作用。信号无效，其他信号线不起作用。R/WR/W读写控制线读写控制线: :决定数据的传送方向。很多芯片只有决定数据的传送方向。很多芯片只有一条引线（一条引线（WEWE）, ,用用WE=1WE=1表示读，表示读，WEWE0 0表示写。表示写。第6章6.2.1 存储器芯片的扩展存储器芯片的扩展下列容量的

5、存储器，若要组成下列容量的存储器，若要组成32K 8的内的内存，各需几片这样的芯片？存，各需几片这样的芯片？1、16K 1b2、4K 8b32K 8b16K 1b=1632K 8b4K 8b=8单个存储器芯片的存储容量是有限的，因此，常单个存储器芯片的存储容量是有限的，因此，常常需要将多片存储器芯片按一定的方式组成具有常需要将多片存储器芯片按一定的方式组成具有一定存储单元数的存储器。一定存储单元数的存储器。第6章1、位扩展法、位扩展法适用于存储单元数满足要求，但数据位数不适用于存储单元数满足要求，但数据位数不满足要求的情况。满足要求的情况。例例1 用用1K4的的2114芯片构成芯片构成lK8的

6、存储器系统。的存储器系统。第6章A11A10译码器A9A9A0A0WRWEI/OI/OCS2114 (1).D0D3D4D7A9A0WEI/OI/OCS2114 (2). . . . .8088Y0M/IO 用用2114组成组成1K8的存储器连线的存储器连线 第6章2、字扩展法、字扩展法适用于数据位数满足要求，但存储单元数不适用于数据位数满足要求，但存储单元数不满足要求的情况。满足要求的情况。第6章例：例：用用16K16K8 8位存储器芯片组成位存储器芯片组成 64K64K8 8位存储器系统。位存储器系统。2:2:4 4译译码码器器CECECECECECECECE16K 816K 816K 8

7、16K 816K 816K 816K 816K 8WEWED D0 0 D D7 7 A A1515A A14143 32 21 10 0A A1313A A0 0WEWEWEWEWEWEWEWE字扩展法组成字扩展法组成64K64K8 RAM8 RAMI/OI/OI/OI/O第6章3、混合扩展法、混合扩展法适用于数据位数和存储单元数均不满足要求适用于数据位数和存储单元数均不满足要求的情况。的情况。第6章第6章6.2.2 RAM与与CPU的连接的连接 地址线的连接地址线的连接数据线的连接数据线的连接控制线的连接控制线的连接 第6章CPU总线的负载能力总线的负载能力 CPU的时序和存储器的存取速度

8、之间的配合问题的时序和存储器的存取速度之间的配合问题 在连接中要考虑的问题在连接中要考虑的问题存储器的地址分配和片选问题存储器的地址分配和片选问题 控制信号的连接控制信号的连接 第6章地址译码（片选）地址译码（片选）CPU每次访问内存只能对一个存储单元进行读或写，这每次访问内存只能对一个存储单元进行读或写，这个存储单元位于某个芯片或一组芯片中。因此，首先要个存储单元位于某个芯片或一组芯片中。因此，首先要找到这个或这组芯片，这就是所谓的找到这个或这组芯片，这就是所谓的片选片选问题。问题。指定一个存储单元是由指定一个存储单元是由CPU给出的地址来决定的，将地址给出的地址来决定的，将地址总线分成两部

9、分，总线分成两部分，低位地址线和高位地址线低位地址线和高位地址线低位地址线低位地址线直接接到芯片的地址引脚，用于直接接到芯片的地址引脚，用于片内寻址片内寻址；高位地址线高位地址线通过译码器接到芯片的片选端，用于通过译码器接到芯片的片选端，用于片间寻片间寻址址。地址线的连接将确定芯片的地址空间。地址线的连接将确定芯片的地址空间。第6章1、线选法、线选法2、全译码、全译码3、部分译码、部分译码高位地址线部分参加译码高位地址线部分参加译码高位地址线全部参加译码高位地址线全部参加译码从高位地址线中选择任意从高位地址线中选择任意1位直接作存储器的片位直接作存储器的片选信号，无需译码器选信号，无需译码器

10、两种译码器两种译码器（1）集成电路芯片集成电路芯片 （2）与非门和或非门）与非门和或非门3种片选控制方法种片选控制方法第6章地址译码方式举例地址译码方式举例以用以用2114芯片（芯片（1K4b）构成一个）构成一个2KB RAM系统为例。系统为例。（1）全译码方式）全译码方式第6章第6章芯片地址分配芯片地址分配第一组：第一组： A15A10 A9A0地址最低地址最低地址最高地址最高000000 0000000000000000 1111111111地址范围是：地址范围是：0000H03FFH片内寻址片内寻址片选信号片选信号第6章芯片地址分配芯片地址分配第二组：第二组： A15A10 A9A0地址

11、最低地址最低地址最高地址最高000001 0000000000000001 1111111111地址范围是：地址范围是：0400H07FFH片内寻址片内寻址片选信号片选信号全译码特点全译码特点:地址唯一地址唯一,不重叠，不重叠， 地址连续地址连续。第6章（2）线选法）线选法去第二组去第二组去第一组去第一组只要只要A10=0，A11A15可为任意值都选中第一组可为任意值都选中第一组只要只要A10=1，A11A15可为任意值都选中第二组可为任意值都选中第二组 地址有重叠区！每组有地址有重叠区！每组有32KB的地的地址重叠区。址重叠区。若存在一个实际存储单元对应两个或两个以上若存在一个实际存储单元对

12、应两个或两个以上的地址，或者说，有多个地址可以访问同一个存的地址，或者说，有多个地址可以访问同一个存储单元，这种现象就称为储单元，这种现象就称为重叠区重叠区。第6章当采用线选法或部分译码产生片选信号时，会当采用线选法或部分译码产生片选信号时，会产生重叠区，因为没有参加译码的地址线无论产生重叠区，因为没有参加译码的地址线无论为什么状态，对产生片选信号无影响。为什么状态，对产生片选信号无影响。第6章用用A11作选片芯片地址分配作选片芯片地址分配第一组：第一组： A15A12 A11 A10 A9A0地址最低地址最低地址最高地址最高0000 0 0 00000000000000 0 0 111111

13、1111地址范围是：地址范围是：0000H03FFH片内寻址片内寻址片选信号片选信号第6章用用A11作选片芯片地址分配作选片芯片地址分配第二组：第二组： A15A12 A11 A10 A9A0地址最低地址最低地址最高地址最高0000 1 0 00000000000000 1 0 1111111111地址范围是：地址范围是：0800H0BFFH片内寻址片内寻址片选信号片选信号 地址不连续！地址不连续！第6章（3）部分译码方式（）部分译码方式（ 1K4b构成一构成一个个4KB RAM ） 地址有重叠区！每组有地址有重叠区！每组有16KB的的地址重叠区。地址重叠区。第6章例例1 求出图中的求出图中的

14、SRAM存储芯片的地址范围。存储芯片的地址范围。应用举例应用举例第6章74LS138的引脚图译码器实验电路连接图74LS138的引脚图的引脚图 A B C A B CC B A=000,Y0=0C B A=001,Y1=0C B A=111,Y7=0.每对应一组输入每对应一组输入C、B、A，输出，输出Y0Y7中只有中只有一个为低电平，其它全一个为低电平，其它全为高电平。为高电平。G1=1,G2AG2B=0第6章SRAM存储芯片接到存储芯片接到74LS138Y0输出时的地址范围为：输出时的地址范围为：该存储芯片的容量为该存储芯片的容量为16K 8，因此具有，因此具有14位地址位地址线（线（A13

15、A0） A19 A18 A17 A16 A15 A14 A13A0地址最低地址最低地址最高地址最高1 1 1 0 0 0 001 1 1 0 0 0 11地址范围是：地址范围是：E0000HE3FFFH片内寻址片内寻址片选信号片选信号第6章例例2：已知某：已知某SRAM芯片的部分引芯片的部分引脚如图所示，要求用该芯片构成脚如图所示，要求用该芯片构成A0000HABFFFH寻址空间的内存。寻址空间的内存。（1）应选几片芯片？）应选几片芯片？(2)给出各芯片的地址分配表给出各芯片的地址分配表（3）画出采用）画出采用741S138译码器时，译码器时，它与存储芯片之间的连接电路图它与存储芯片之间的连接电路图第6章（1）存储容量为）存储容量为ABFFFH-A0000H+1=C000H=48KB每片容量每片容量214B16KB,故应选故应选3片片（2）每芯片的基本地址范围为）每芯片的基本地址范围为0000H3FFFH每芯片的地址范围：每芯片的地址范围：0：A0000HA3FFFH1：A4000HA7FFFH2：A80