硬件系統(tǒng)設(shè)計原理-作業(yè)1

1、1.某CPU有16根地址線(A15A0), 8根數(shù)據(jù)線(D7Do), MRE你為訪存的控制電平、低電平有效。R/W作為讀寫控制信號，R/W=1,讀允許；R/W=0,寫允許?，F(xiàn)有芯片如下：RAM : 1KX4, 4K 8;ROM : 2KX8；3-8譯碼器及少量邏輯門。(1)若用戶工作區(qū)地址范圍為8800H8BFFH ,合理選擇芯片，畫出存儲器與3-8譯碼器及CPU的連接。(2)若將存儲器的片選信號錯連在Y5端，試問它的地址范圍是多少？(3)考慮到系統(tǒng)程序的安裝，除了用戶工作區(qū)外，裝載系統(tǒng)的程序安裝在8000H87FFH地址空間。選擇適當(dāng)芯片，畫出存儲器與38譯碼器及CPU連接。解答：(1)選擇

2、芯片及片數(shù)： 8800H8BFFH = 3FFH ,則選 RAM , 1KX4, 2片選片邏輯：將地址范圍寫成二進(jìn)制形式：AoA 15 A14 A13 A12 A 11 A10A 90 1 000000000001- 1K0 1 0XX(2) 丫5： 9400H 97FFH 若 8000H 87FFH ROM 2K (A 10 A0)8800H 8BFFH RAM 1K (A9 A0),則片選邏輯為:A 15 A 14A 13A12 A11A10A9A01 00 0 0000000000002K1 00 0 01XX1 00 0 10r0000000000.1K1 00 0 10XX2.假如第

3、1題中工作區(qū)使用的是 DRAM (1KX4)存儲芯片，芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)為6444。(1)采用異步刷新，若最大的刷新周期為2ms,則刷新的時間間隔是多少？(2)若采用集中式刷新，假設(shè)T為讀寫周期(單位Ms),存儲器刷新一遍最少用多少個讀寫周期？ 死區(qū)占多少？(3)若存儲器讀寫周期 T=500ns, CPU在1%內(nèi)訪問一次，若采用分散式刷新，兩次刷新的最 大時間間隔是多少？全部刷新一遍所需實(shí)際時間是多少？(4)正常讀寫時間是多少？解答：2ms / 64三31.25 Ms取刷新信號周期為 31 Ms存儲器刷新一遍最少用 64T;死區(qū)率：64T / (2 1000) M00%兩次刷新最大時間間隔為：1 M

4、s >64 = 64 Ns全部刷新一遍所需時間為：1 Ms >64 = 64 Ns正常讀寫時間為：500ns 84 = 32 Ms3. 若一個存儲單元排列成 8KX8K的SDRAM 。(1)假設(shè)訪問一行需要 4個時鐘周期，那么它刷新所有行需要多少個時鐘周期？(2)在133MHz的時鐘頻率下，在一般的 SDRAM中，典型的刷新周期是 64ms。若采用集中式 刷新，試計算它的刷新開銷。解答：(1)刷新所有行需要：8192 >4=32768個時鐘周期(2)在133MHz時鐘頻率下，刷新所有行需要的時間是：32768 / (133 10期=246 10-6 s=0.246ms采用集中

5、式刷新，每 64ms間隔內(nèi)刷新過程占用 0.246ms刷新開銷：0.246ms / 64ms 100% 0.38%4 .某計算機(jī)系統(tǒng)有16位地址總線和8位數(shù)據(jù)總線，不采用單獨(dú)I/O。它有8K字節(jié)的EEPROM(8K< 8 芯片構(gòu)成),起始地址為0000H ;有8Kx8的RAM ,起始地址為2000H ;還有一個雙向I/O端口， 地址為8000H o試畫出該系統(tǒng)的設(shè)計圖，要包括所有的使能邏輯和裝載邏輯。CPU相對簡單只含地址線、數(shù)據(jù)線、CPU讀、CPU寫。5 .某計算機(jī)地址總線16根（A15A。），雙向數(shù)據(jù)總線 8根（D7-Do）,控制總線與主存有關(guān)的有存 儲器t#求MREQ（允許訪存.低

6、電平有效），讀寫控制R/W （高電平讀，低電平寫）。主存地址 分配如下：08191為系統(tǒng)程序區(qū)；819232767為用戶工作區(qū)；最后2K地址為系統(tǒng)工作區(qū)。上述地址空間為十進(jìn)制表示，存儲器按字節(jié)編址，現(xiàn)有存儲器芯片如下：ROM: 4K X8, 8KX8RAM: 16KX1, 2KX8, 4KX8, 8KX8從上述芯片中選擇適當(dāng)芯片，設(shè)計該計算機(jī)的主存儲器。（1）說明選擇哪些芯片，各需多少片？（2）采用全譯碼方式畫出主存儲器邏輯框圖。解答：Al5Al4Al3Al2A11Ai0A0MREQCPU7 3 2 1 0-Y-Y-Y-Y-Y2譯碼器CBA/iA12A11 A 10A0CSROM一 8K 8OED7D0/lA12A11 A10A0 CSRAM 8K 8R/WD7D0不A12A11 A10A0CSRAM8K 8R/W 口血/11A12A11 A10A0 I RAM CS 8K 8R/WID7D0/8Ai0A0CS1 RAM2K 8R/WID7D0不D7D0R/W6 .某CPU有20根地址線（A19Ao）, 16根數(shù)據(jù)總線（D15Do）。由兩片帶片選 SEL勺512Kx8位的RAM芯片，組成符合下列要求的存儲器。（1）其中1片為低電平工作，讀/寫為偶地址字節(jié)，另一片