第3章 存储器讲解

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只增加字长，而存储器的位数与存储器芯片位数一致, 对芯 片有选片要求。
例：用16K8位的SRAM芯片组成64K8位的存储器
2.字扩展法
解： 地址线共需16根 片内地址线：(214 = 16384) 14根，
选片：2根,需要2:4译码器; 数据线 8根; 控制线 WE
2 ： 4
16K8
16K8
计算机组成原理 1
1.位扩展法
只增加位数，而存储器的字数与存储器芯片字数一致, 对 芯片没有选片要求。 例:用8k*1的SRAM芯片组成8k*8的存储器需 8 个芯片 解:地址线——需 13 根，数据线——需 8 根 控制线—— WR 接存储器的 WE
A0 A12
WE
WR
D0
计算机组成原理
D7
位扩展法接线图
8192—32767(2000H-7FFFH)24K为用户程序区；最后的最大 地址63488-65535(8000H-FFFFH)2K地址空间为系统程序工 作区。 (3) 现有如下存储器芯片： EPROM：8K×8位(控制端仅有CS); SRAM：16K×1位，2K×8位，4K×8位，8K×8位.
计算机组成原理 8
12
计算机组成原理
0000 1FFF 2000 3FFF 4000 5FFF 6000 7FFF
63488 F800
FFFF
计算机组成原理
10
CS A0 A12
CS
CS
CS
CS
A0 A12 R/W A0 A12 R/W A0 A10 R/W
A0 A12
R/W
。
MREQ
Y0
CE
Y1
。
C
Y2
。
Y3 Y7
。。
A B
主存储器接线图
解:(1)采用字位扩展的方法。(2)需要32片SRAM芯片。
MREQ# A 22-20 A 22-2 R/W# OE# Y0 3-8 译码 Y1 A 19-2 Y2 … Y7
CPU
WE A
CE
WE A
CEHale Waihona Puke Baidu
WE A
CE
WE A
CE
256Kx8 4片
D
256Kx8 4片
D
256Kx8 4片
D
256Kx8 4片
D
D 31 ~D 0 D 31 ~D 0
计算机组成原理
D 31 ~D 0
D 31 ~D 0
D 31 ~D 0
字位同时扩展法接线图
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存储器举例
(1) 某CPU的地址总线16根(A15—A0，A0为低位)；双向数据总 线8根(D7—D0)，控制总线中与主存有关的信号有： MREQ#，R/W#。 (2) 主存地址空间分配如下： 0—8191(0-1FFFH)8K为系统程序区，由只读存储芯片组成；
1FFF 2000
7FFF
63488 F800
FFFF
计算机组成原理 9
(2) 连接电路
片内寻址： 8K芯片——片内13根 A12~A0 2K芯片——片内11根 A10~A0 片间寻址： 前32K A15A14A13 A12~A0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 最后2K 1 1 1 加 A12A11 A10~A0 1 1 选择3-8译码器
3.3.4 存储器容量的扩展
CPU对存储器进行读/写操作，首先由地址总 线给出地址信号，然后要对存储器发出读操作或 写操作的控制信号，最后在数据总线上进行信息 交流。所以，存储器与CPU之间，要完成: ① 地址线的连接； ② 数据线的连接； ③ 控制线的连接。
存储器芯片的容量是有限的,为了满足实际存 储器的容量要求，需要对存储器进行扩展。位扩 展法；字扩展法；字、位同时扩展法。
总地址 0000 3FFF 4000 7FFF 8000 BFFF C000 FFFF
说明 最低地址 最高地址 最低地址 最高地址 最低地址 最高地址 最低地址 最高地址
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计算机组成原理
3.字、位同时扩展法:
既增加存储单元的数量，也加长各单元的位数。 对芯片有选片要求。 存储器系统的存储容量： M×N位 使用芯片的存储容量：L×K位(L≤M，K≤N) 需要存储器芯片个数：(M×N)/(L×K) 例： 利用2114（1K×4 位）的存储芯片，组成 2K×8 位的存储器，共需要多少块芯片？ 解：（2K×8）/（1K×4）＝2×2＝4 即：共需4块芯片。(既需要位扩展，又需要字扩展）
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计算机组成原理
字位同时扩展法：
D4--D7 D3--D0 A0 A1 … A9 WE CPU A10
字位同时扩展法接线图
计算机组成原理 6
2114 CS WE
2114
2114
2114
CS WE
CS WE
CS WE
例 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#。
计算机组成原理
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4.存储器模块条




存储器模块条常称为内存条 30脚内存条设计成8条数据总线,存储容量:256KB~32MB， 目前30线内存条已经没有了。 72脚内存条设计成32条数据总线,存储容量:前两年的流行 品种是72线的内存条，其容量一般有4兆、8兆、16兆和32 兆等几种 168脚内存条，存储容量：16兆、32兆、64兆、128兆等 几种，一般的电脑插一条就OK了，不过，只有基于VX、TX、 BX芯片组的主板才支持168线的内存条。还有184、240脚 4GB、8GB等 单列直插内存条（SIMM）： 30脚，72脚两种 双列直插内存条（DIMM）：168、240脚。DIMM可单条 使用，不同容量可混合使用，SIMM必须成对使用。
请从上述芯片中选择适当芯片设计该计算机主存储器，画 出主存储器逻辑框图，注意画出选片逻辑(可选用门电路及 3∶8译码器74LS138)与CPU 的连接。
0000
解： (1) 主存地址空间分布如图所示。 16根地址线寻址 —— 64K 0000 ~ FFFFH(65535) EPROM：8K×8位 SRAM： 8K×8位3片，2K×8位1片
16K8
16K8
计算机组成原理
字扩展法接线图
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地址空间分配表
地址 选片 片号 A15 A14
0 1 2 3 00 00 01 01 10 10 11 11 片内
A13 A12 ……..A1 A0 00,0000,0000,0000 11,1111,1111,1111 00,0000,0000,0000 11,1111,1111,1111 00,0000,0000,0000 11,1111,1111,1111 00,0000,0000,0000 11,1111,1111,1111