jlmao微機原理ch存儲器part

1、微型計算機原理與接口技術(shù) 第五章 存儲器-part2Department of Automation1Outline5.1 存儲器概述5.2 隨機存取存儲器RAM5.3 只讀存儲器ROM5.4 CPU與存儲器的連接25.4 CPU與存儲器的連接3Outline一、存儲芯片引腳回顧二、存儲器容量擴展的三種方法三、主存儲器與CPU的連接4一、存儲芯片引腳回顧存儲芯片的引腳封裝由于DRAM芯片需配置動態(tài)刷新電路，RAS（行地址信號）CAS（列地址信號）。因此本節(jié)我們只關(guān)注SRAM、ROM芯片CPU之間的連接。51、位擴展 從字長方向擴展2、字?jǐn)U展 從字?jǐn)?shù)方向擴展3、字位擴展 從字長和字?jǐn)?shù)方向擴展二、

2、存儲器容量擴展的三種方法6(一) 位擴展位擴展法-當(dāng)存儲芯片所能提供的數(shù)據(jù)位數(shù)不能滿足存儲器的字長要求時，采用位擴展法進行擴展。比如用1k4的芯片2114構(gòu)成1k 8的存儲器，需位擴展，用2片2114。擴展方法：1、各芯片的數(shù)據(jù)線分別接到數(shù)據(jù)總線的各位上；2、各芯片的地址線并接在一起，連到相應(yīng)的地址總線各位；3、各芯片的控制線并接在一起，連到相應(yīng)的控制線上。7位擴展方法舉例-1地址線和控制線均并接在一起。2個芯片的數(shù)據(jù)線分別接在DB總線的高4位和低4位上舉例：用1k4的芯片2114構(gòu)成1k 8的存儲器。8位擴展方法舉例-2舉例：觀察下圖，判斷存儲器的大小。AB和CB的連接均一致。位擴展，DB總

3、線寬度為32位，擴展后，存儲器的大小為256K*32位9(二) 字?jǐn)U展字?jǐn)U展法-用存儲容量較小的芯片組成容量較大的存儲器時，需采用字?jǐn)U展法進行擴展。即采用多片串聯(lián)的方法，擴大容量。比如：1k 8的芯片擴展成2k 8的芯片。需字?jǐn)U展，擴展時需2片。擴展方法：1、各存儲芯片片內(nèi)地址線接到AB上的低位。2、存儲芯片的片選用AB的高位線來做。3、各存儲芯片的數(shù)據(jù)線、控制線接法一致，均并接相應(yīng)的總線上。10字?jǐn)U展方法舉例-1舉例：用1K位的SRAM芯片 2K8位的SRAM存儲器芯片的片選端接DB的高位地址線，由此完成存儲容量的擴展2個芯片的數(shù)據(jù)線和控制線直接接在系統(tǒng)的DB和CB上。芯片的地址線接DB的低

4、位地址線11字?jǐn)U展時存儲容量的擴展情況分析地址：A10用于選擇芯片A9A0用于選擇芯片內(nèi)的某一存儲單元芯片地址范圍：芯片1: 000H3FFH芯片2: 400H7FFH整個存儲空間為：000H7FFH (2K)。12(三) 字位擴展需擴展的存儲器容量為M N位 , 已有芯片的容量為L K位 (LM,KN)用M/L 組 芯片進行字?jǐn)U展;每組內(nèi)有N/K 個 芯片進行位擴展?？偣残枰狹*N/(L*K)個芯片。13字位擴展舉例-1例：用1K4位的存儲芯片設(shè)計容量為2K8位的存儲器。解：需存儲芯片數(shù)為：(2K / 1K)(8 /4)= 4(片) 每組2片存儲芯片完成位擴展；2組存儲芯片完成字?jǐn)U展。14字

5、位擴展舉例-2例：用256K8位的存儲芯片設(shè)計容量為2048K32位的存儲器。 解：需存儲芯片數(shù)為：(2048K / 256K)(32 /8)= 32(片) 每組四片存儲芯片完成位擴展；八組存儲芯片完成字?jǐn)U展。 15三、主存儲器與CPU的連接(一) 存儲器與CPU 進行連接時需注意的問題CPU總線的負(fù)載能力大系統(tǒng)：增加數(shù)據(jù)緩沖器或總線驅(qū)動器來驅(qū)動存儲器負(fù)載。小系統(tǒng)：CPU與存儲器直接連接。CPU的時序與存儲器存取速度之間的配合。存儲器組織、地址分配和片選?？刂菩盘柕倪B接。16(二) CPU與存儲器連接的內(nèi)容 1、 地址線的連接：線性選擇方式。全譯碼方式。部分譯碼方式。2、 數(shù)據(jù)線的連接：同字?jǐn)U

6、展。3、 控制線的連接：只需將相應(yīng)信號控制線相連即可。 從芯片的角度來看：無論ROM或RAM芯片，芯片引腳都包括地址線，數(shù)據(jù)線，讀/寫控制線和片選CS線，只有片選信號CS有效時，才可能對該芯片進行操作。17(三) CPU與存儲器連接的方法1、數(shù)據(jù)線和控制線的連接方法數(shù)據(jù)線：根據(jù)存儲芯片和CPU的DB情況進行相應(yīng)的連接和擴展?？刂凭€：對應(yīng)線相連。8086CPU的主要信號有：ALE, RD,WR, M/IO, DEN, DT/R等。182、 地址線的連接方法AB的低位線：接存儲器芯片的地址線接法：一一對應(yīng)接至存儲芯片的地址線上。AB的高位線：接存儲器芯片的片選端(1) 線選法地址的高位直接作為各個

7、芯片的片選信號，在尋址時只有一位有效來使片選信號有效的方法稱為線選法。(2) 完全譯碼法全部高位地址譯碼產(chǎn)生片選信號。(3) 部分譯碼法用部分高位地址進行譯碼產(chǎn)生片選信號.存儲器的片內(nèi)尋址存儲器的片間尋址19(1) 線選法舉例：RAM芯片Intel 6264容量為8K8位，用2片靜態(tài)RAM芯片6264，用線選法組成16K8位的存儲器系統(tǒng)。線選法：1、將地址總線低13位(A12A0)并行地與存儲器芯片的地址線相連，2、CS端與高位地址線A13相連。20地址情況2122線選法的特點采用線性控制方式時，不僅地址重疊，而且地址空間不連續(xù)用不同的地址線作選片控制，它們的地址分配也是不同的。方式簡單，節(jié)省

8、譯碼電路。在存儲容量較小且不要求擴充的系統(tǒng)中，線性選擇法是一種簡單經(jīng)濟的方法。23(2) 完全譯碼法含義：全部高位地址譯碼產(chǎn)生片選信號。舉例：假設(shè)一個微機系統(tǒng)的RAM容量為4K字節(jié)，采用1K8的RAM芯片，安排在64K空間的最低4K位置，由于1K =210，故取A9A0作為片內(nèi)尋址，A15A10譯碼后作為芯片尋址。分析：高6根地址線接6:64譯碼器，譯碼器輸出作為各芯片的片選信號?？梢?，芯片的片選信號唯一！譯碼輸出有效端Y0Y1Y2Y3Y4Y6324全譯碼地址選擇方式25地址分配情況片內(nèi)尋址片間尋址26全譯碼法的特點全譯碼法的譯碼電路比較復(fù)雜。所得的地址是唯一的連續(xù)的，并且便于內(nèi)存擴充。27(

9、3) 部分譯碼法將高位地址線中的幾位經(jīng)過譯碼后作為片選控制，是線性選擇法與全譯碼選擇法的混合方式，通常采用3:8譯碼器74LS138，其管腳如圖所示。28舉例-部分譯碼法例：如果要設(shè)計一個8K8的存儲器系統(tǒng)，采用2K8的RAM芯片4片，每片2K211 ，選用A10A0作為片內(nèi)尋址，用A13A11作為74LS138的譯碼輸入（C、B、A）。29部分譯碼法的特點部分譯碼方式的可尋址空間比線性選擇范圍大，比全譯碼選擇方式的地址空間要小。部分譯碼方式的譯碼器比較簡單，但地址擴展受到一定的限制，并且出現(xiàn)地址重疊區(qū)。使用不同信號作片選控制信號時，它們的地址分配也將不同，此方式經(jīng)常應(yīng)用在設(shè)計較小的微型計算機

10、系統(tǒng)中。30CPU與存儲器連接的舉例31復(fù)習(xí)-8086的存儲器組織32復(fù)習(xí)-8086的存儲器組織33舉例-1要求1：能根據(jù)已給出的連接圖，分析地址，寫出各存儲芯片的地址范圍。連接圖：見教材P.230, 圖5.2234地址分配情況-1第一組1# 2732令片選端有效的地址A18-A14 A13片內(nèi)地址 奇偶體選擇A12-A1 A000000 00 0000 0000 000 01 1111 1111 111 1即1# 2732地址范圍：00000H01FFFH第二組2# 2732令片選端有效的地址A18-A14 A13片內(nèi)地址 奇偶體選擇A12-A1 A000000 10 0000 0000 0

11、00 01 1111 1111 111 1即2# 2732地址范圍：02000H03FFFH35地址分配情況-2第三組3# 6264令片選端有效的地址A18 - A16 - A14片內(nèi)地址 奇偶體選擇A13-A1 A0 00 001 00 0000 0000 000 011 1111 1111 111 1即3# 6264地址范圍：04000H07FFFH361、根據(jù)CPU芯片提供的地址線數(shù)目，確定CPU訪存的地址范圍，并寫出相應(yīng)的二進制地址碼；2、根據(jù)地址范圍的容量，確定各種類型存儲器芯片的數(shù)目和擴展方法；3、分配CPU地址線。CPU地址線的低位（數(shù)量存儲芯片的地址線數(shù)量）直接連接存儲芯片的地

12、址線；CPU高位地址線皆參與形成存儲芯片的片選信號；注意：8086分奇偶存儲體，A0線用來選擇奇偶存儲體的！4、連接數(shù)據(jù)線、R/W等其他信號線，M/IO信號一般可用作地址譯碼器的使能信號。要求2：主存儲器與CPU的連接步驟37【總結(jié)】8086與存儲器連接的方法數(shù)據(jù)線：根據(jù)存儲芯片和CPU的DB情況進行擴展和連接。8086分奇偶存儲體，故要區(qū)分高8位和低8位數(shù)據(jù)線的連接?？刂凭€：對存儲芯片, 控制線連接如下：地址線：對8086而言，需留出A0，和BHE一起作為奇偶存儲體的選擇線。A1AN接存儲芯片的N根地址線。AN+1A19等高位地址線產(chǎn)生芯片的片選信號。RDWRSRAMVCC、VSSABWEOECE1、CE2DBCEROMVCC、GNDABPGMOEDBRD與SRAM的控制線連接與ROM的控制線連接38SRAM在8086系統(tǒng)中的連線RDWRSRAMVCC、VSSA1ANWEOECE1 CE2偶體接D0D7奇體接D8D15片選信號由AN+1A19產(chǎn)生奇偶體選擇信號A0AN-1D0D739ROMROM芯片在8086系統(tǒng)中的連線RDROMVCC、VSSA1ANOECE片選信號由AN+1A19產(chǎn)生A0AN-1D0D7偶體接D0D7* 教