存储容量的扩展.ppt
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1 A10 A9 A1 A0
D7
D0 WE
地址范围
最低地址 最高地址 最低地址 最高地址
片选 A10 0
0
1
1
•••
CS1
1K × 8位
••••
片内地址 A9A8 … A0 0000000000 1111111111 0000000000 1111111111
1
•••
CS0
1K × 8位
••••
例如：
存储容量的扩展
2、存储容量的扩展
存储器容量与实际存储器的要求多有不符。存 储器芯片有不同的组织形式，如1024×1、 1024×4、4096×8等；
实际使用时，需进行字和位扩展(多个芯 片连接），组成你所需要的实际的存储器，如 1K×8、4K×8 等的存储器。
（1）位扩展法
只加大字长，而存储器的字数与存储器芯片字 数一致, 对片子没有选片要求。 位扩展的连接方式是将各存储芯片的地址线、片选线 和独读列/出写。线相应地并联起来，而将各芯片的数1据0根线地单址线
用 2片 1K × 8位 存储芯片组成 2K × 8位 的存储器
芯片 号 0
1
地址范围
最低地址 最高地址 最低地址 最高地址
片选 A10 0 0 1 1
8根数据线
片内地址 A9A8 … A0 0000000000 1111111111 0000000000 1111111111
•••
•••
芯片 号 0
解：
地址线和数据线的总和 = 14 + 32 = 46根； 各需要的片数为：
1K×4：16K×32 / 1K×4 = 16×8 = 128片 2K×8：16K×32 / 2K×8 = 8×4 = 32片 4K×4：16K×32 / 4K×4 = 4×8 = 32片 16K×1：16K×32 / 16K×1 = 32片 4K×8：16K×32 / 4K×8 = 4×4 = 16片 8K×8：16K×32 / 8K×8 = 2×4 = 8片
用256Kx8位芯片构成2Mx8位的存储器。 芯片的地址线数：18； 容量：2MB CPU的有效地址位数：21位地址 （1）芯片数
（2M×8位）/（256K×8位）=8（片） （2）采用字扩展
（3）字扩展连接图
访存信号，只在需要访问主存 时才产生译码输出。
MREQ# A20-0
OE# A20-18 ramsel0
一个存储器的容量假定为M×N位， 若使用L×K 位的芯片(L＜M,K＜N)，需 要在字向和位向同时进行扩展。此时共 需要(M/L)×(N/K)个存储器芯片。
（3）字位同时扩展法
用 8片 1K × 4位 存储芯片组成 4K × 8位 的存储器
12根地址线
8根数据线
A11
片选
A10
译码
AA89
CS0
...
3-8 译码
ramsel1
ramsel2
A17-0
R/W#
CPU
D7~D0
WE A CE
WE A CE
WE A CE
256K ×8
D 0＃
256K ×8
D 1＃
256K ×8 D 2＃
D7~D0
D7~D0
D7~D0
… ramsel7
WE A CE
256K ×8
D 7＃ D7~D0
（3）字位同时扩展法
（1）最小4K地址为系统程序区， 4096~16383地址范围为用户程序区；
（2）指出选用的存储芯片类型及数量； （3）详细画出片选逻辑。
8K*8
CE
W/R
数据线 D0~D7
数据总线DB
A0~A12
RD A13~A15
A16 A17~ A19
8K*8
CE W/R
D0~D7
…共8片…
A
Y0
B
Y1
C
Y2
Y3
G1
Y4
G2A
Y5
G2B
Y6
Y7
A0~A12
8K*8
CE W/R
D0ຫໍສະໝຸດ BaiduD7
地址总线 A0~A12
E0000~E1FFF E2000~E3FFF E4000~E5FFF E6000~E7FFF E8000~E9FFF EA000~EBFFF
例如：用 2片 1K × 4位 存储芯片组成 1K × 8位 的存储器
A9
8根数据线
A0
•••
1K × 4位
1K × 4位
•• ••
D7
D4
D0 CS WE
(2) 字扩展（增加存储字的数量）
仅在字向扩充，而位数不变。字扩展将芯片的地址线、 数据线、读/写线并联，由片选信号来区分各11片根地地址址线。
A0 ..
..
..
1K×4 1K×4 1K×4
CS1
..
..
1K×4 1K×4
CS2
.. ..
1K×4 1K×4
CS3
..
1K×4
D7
……
D0 WE
例1：一个容量为16K×32位的存储器， 其地址线和数据线的总和是多少？当选 用下列不同规格的存储芯片时，各需要 多少片？ 1K×4位，2K×8位，4K×4位， 16K×1位，4K×8位，8K×8位
MREQ# A22-2 R/W#
CPU
D31~D0
OE# A22-20 ramsel0
3-8 译码
ramsel1
ramsel2
A19-2
WE A CE
WE A CE
WE A CE
256Kx8 4片
D
256Kx8 4片
D
256Kx8 4片
D
D31~D0
D31~D0
D31~D0
… ramsel7
WE A CE
例2： 设有若干片256K×8位的SRAM芯片， 问：
(1) 如何构成2048K×32位的存储器？ (2) 需要多少片RAM芯片？ (3) 该存储器需要多少字节地址位？ (4) 画出该存储器与CPU连接的结构图， 设CPU的接口信号有地址信号、数据信号、 控制信号MREQ#和R/W#。
解：采用字位扩展的方法。需要32片SRAM芯片。
EC000~EDFFF EE000~EFFFF
例4： 设CPU共有16根地址线，8根数据线，并 用-MREQ（低电平有效）作访存控制信号，R/W作读写命令信号（高电平为读，低电平为写）。 现有下列存储芯片：
ROM（2K × 8位，4K × 4位，8K × 8位）， RAM（1K × 4位，2K × 8位，4K × 8位），及 74138译码器和其他门电路（门电路自定）。试 从上述规格中选用合适芯片，画出CPU和存储芯 片的连接图。要求：
256Kx8 4片
D
D31~D0
例3：假设微处理器系统中从E0000H开始的 64KB存储区存储器，现有一类RAM是8K*8位 的存储芯片，如何进行扩充？
从E0000H开始的
64KB，即从
E0000到EFFFF， 地址线20根，最高 四位是1110（E）
地址线 A0~A12
64KB存储区间需 要8片8K*8的存储 芯片，需要3根地 址线选片
D7
D0 WE
地址范围
最低地址 最高地址 最低地址 最高地址
片选 A10 0
0
1
1
•••
CS1
1K × 8位
••••
片内地址 A9A8 … A0 0000000000 1111111111 0000000000 1111111111
1
•••
CS0
1K × 8位
••••
例如：
存储容量的扩展
2、存储容量的扩展
存储器容量与实际存储器的要求多有不符。存 储器芯片有不同的组织形式，如1024×1、 1024×4、4096×8等；
实际使用时，需进行字和位扩展(多个芯 片连接），组成你所需要的实际的存储器，如 1K×8、4K×8 等的存储器。
（1）位扩展法
只加大字长，而存储器的字数与存储器芯片字 数一致, 对片子没有选片要求。 位扩展的连接方式是将各存储芯片的地址线、片选线 和独读列/出写。线相应地并联起来，而将各芯片的数1据0根线地单址线
用 2片 1K × 8位 存储芯片组成 2K × 8位 的存储器
芯片 号 0
1
地址范围
最低地址 最高地址 最低地址 最高地址
片选 A10 0 0 1 1
8根数据线
片内地址 A9A8 … A0 0000000000 1111111111 0000000000 1111111111
•••
•••
芯片 号 0
解：
地址线和数据线的总和 = 14 + 32 = 46根； 各需要的片数为：
1K×4：16K×32 / 1K×4 = 16×8 = 128片 2K×8：16K×32 / 2K×8 = 8×4 = 32片 4K×4：16K×32 / 4K×4 = 4×8 = 32片 16K×1：16K×32 / 16K×1 = 32片 4K×8：16K×32 / 4K×8 = 4×4 = 16片 8K×8：16K×32 / 8K×8 = 2×4 = 8片
用256Kx8位芯片构成2Mx8位的存储器。 芯片的地址线数：18； 容量：2MB CPU的有效地址位数：21位地址 （1）芯片数
（2M×8位）/（256K×8位）=8（片） （2）采用字扩展
（3）字扩展连接图
访存信号，只在需要访问主存 时才产生译码输出。
MREQ# A20-0
OE# A20-18 ramsel0
一个存储器的容量假定为M×N位， 若使用L×K 位的芯片(L＜M,K＜N)，需 要在字向和位向同时进行扩展。此时共 需要(M/L)×(N/K)个存储器芯片。
（3）字位同时扩展法
用 8片 1K × 4位 存储芯片组成 4K × 8位 的存储器
12根地址线
8根数据线
A11
片选
A10
译码
AA89
CS0
...
3-8 译码
ramsel1
ramsel2
A17-0
R/W#
CPU
D7~D0
WE A CE
WE A CE
WE A CE
256K ×8
D 0＃
256K ×8
D 1＃
256K ×8 D 2＃
D7~D0
D7~D0
D7~D0
… ramsel7
WE A CE
256K ×8
D 7＃ D7~D0
（3）字位同时扩展法
（1）最小4K地址为系统程序区， 4096~16383地址范围为用户程序区；
（2）指出选用的存储芯片类型及数量； （3）详细画出片选逻辑。
8K*8
CE
W/R
数据线 D0~D7
数据总线DB
A0~A12
RD A13~A15
A16 A17~ A19
8K*8
CE W/R
D0~D7
…共8片…
A
Y0
B
Y1
C
Y2
Y3
G1
Y4
G2A
Y5
G2B
Y6
Y7
A0~A12
8K*8
CE W/R
D0ຫໍສະໝຸດ BaiduD7
地址总线 A0~A12
E0000~E1FFF E2000~E3FFF E4000~E5FFF E6000~E7FFF E8000~E9FFF EA000~EBFFF
例如：用 2片 1K × 4位 存储芯片组成 1K × 8位 的存储器
A9
8根数据线
A0
•••
1K × 4位
1K × 4位
•• ••
D7
D4
D0 CS WE
(2) 字扩展（增加存储字的数量）
仅在字向扩充，而位数不变。字扩展将芯片的地址线、 数据线、读/写线并联，由片选信号来区分各11片根地地址址线。
A0 ..
..
..
1K×4 1K×4 1K×4
CS1
..
..
1K×4 1K×4
CS2
.. ..
1K×4 1K×4
CS3
..
1K×4
D7
……
D0 WE
例1：一个容量为16K×32位的存储器， 其地址线和数据线的总和是多少？当选 用下列不同规格的存储芯片时，各需要 多少片？ 1K×4位，2K×8位，4K×4位， 16K×1位，4K×8位，8K×8位
MREQ# A22-2 R/W#
CPU
D31~D0
OE# A22-20 ramsel0
3-8 译码
ramsel1
ramsel2
A19-2
WE A CE
WE A CE
WE A CE
256Kx8 4片
D
256Kx8 4片
D
256Kx8 4片
D
D31~D0
D31~D0
D31~D0
… ramsel7
WE A CE
例2： 设有若干片256K×8位的SRAM芯片， 问：
(1) 如何构成2048K×32位的存储器？ (2) 需要多少片RAM芯片？ (3) 该存储器需要多少字节地址位？ (4) 画出该存储器与CPU连接的结构图， 设CPU的接口信号有地址信号、数据信号、 控制信号MREQ#和R/W#。
解：采用字位扩展的方法。需要32片SRAM芯片。
EC000~EDFFF EE000~EFFFF
例4： 设CPU共有16根地址线，8根数据线，并 用-MREQ（低电平有效）作访存控制信号，R/W作读写命令信号（高电平为读，低电平为写）。 现有下列存储芯片：
ROM（2K × 8位，4K × 4位，8K × 8位）， RAM（1K × 4位，2K × 8位，4K × 8位），及 74138译码器和其他门电路（门电路自定）。试 从上述规格中选用合适芯片，画出CPU和存储芯 片的连接图。要求：
256Kx8 4片
D
D31~D0
例3：假设微处理器系统中从E0000H开始的 64KB存储区存储器，现有一类RAM是8K*8位 的存储芯片，如何进行扩充？
从E0000H开始的
64KB，即从
E0000到EFFFF， 地址线20根，最高 四位是1110（E）
地址线 A0~A12
64KB存储区间需 要8片8K*8的存储 芯片，需要3根地 址线选片