1、12 本章主要討論存儲器與本章主要討論存儲器與CPU的接口。的接口。第6章教學要求存儲器芯片的容量與地址線數目和數據線數存儲器芯片的容量與地址線數目和數據線數目的關系目的關系存儲器芯片的擴展存儲器芯片的擴展存儲器芯片的存儲器芯片的3種片選方法種片選方法存儲器與存儲器與CPU的連接的連接第6章本章內容6.1 概述概述6.2 SRAM存儲器芯片的擴展及其存儲器芯片的擴展及其與系統總線的連接與系統總線的連接第6章6.1 存儲器芯片的容量存儲器芯片的容量容量容量一個存儲器芯片所能存儲的二進制的總位數，以二進制一個存儲器芯片所能存儲的二進制的總位數，以二進制位位b（bit）為單位。）為單位。存儲容量存儲

2、單元個數存儲容量存儲單元個數*每個存儲單元所能存儲每個存儲單元所能存儲的二進制位數（存儲單元寬度）的二進制位數（存儲單元寬度）存儲單元寬度數據線的數目存儲單元寬度數據線的數目第6章存儲器芯片的存儲單元個數存儲器芯片的存儲單元個數N與地址線數目與地址線數目m的關系的關系SRAM:2m=NDRAM:（1）通過）通過2m=N求出求出m（2）存儲器芯片的地址線數目為）存儲器芯片的地址線數目為第6章舉例舉例11、下列、下列SRAM芯片各需多少條地址線進行尋芯片各需多少條地址線進行尋址？多少條數據址？多少條數據I/O線？線？（1）512 4b （2）16k 8b9條地址線，條地址線，4條數據條數據I/O線

3、線14條地址線，條地址線，8條數據條數據I/O線線第6章舉例舉例22、假定某個、假定某個DRAM芯片有芯片有14位地址引腳和位地址引腳和8位數據引腳，分別計算存儲單元的寬度、存儲位數據引腳，分別計算存儲單元的寬度、存儲單元的個數及容量。單元的個數及容量。存儲單元的寬度存儲單元的寬度 8位位存儲單元的個數存儲單元的個數228256M存儲芯片容量存儲芯片容量256M*8b=2048Mb=2Gb第6章6.2 SRAM存儲器芯片的擴展存儲器芯片的擴展及其與系統總線的連接及其與系統總線的連接典型芯片舉例典型芯片舉例Intel 2114靜態靜態RAM（1K4）存儲器外部信號引線：存儲器外部信號引線：數據線

4、：傳送存儲單元內容。根數與數據線：傳送存儲單元內容。根數與單元數據位數相同。單元數據位數相同。 地址線：選擇芯片內部一個存儲單元。地址線：選擇芯片內部一個存儲單元。根數由存儲器容量決定。根數由存儲器容量決定。CSCS片選線：選擇存儲器芯片。片選線：選擇存儲器芯片。當當CSCS信號無效，其他信號線不起作用。信號無效，其他信號線不起作用。R/WR/W讀寫控制線讀寫控制線: :決定數據的傳送方向。很多芯片只有決定數據的傳送方向。很多芯片只有一條引線（一條引線（WEWE）, ,用用WE=1WE=1表示讀，表示讀，WEWE0 0表示寫。表示寫。第6章6.2.1 存儲器芯片的擴展存儲器芯片的擴展下列容量的

5、存儲器，若要組成下列容量的存儲器，若要組成32K 8的內的內存，各需幾片這樣的芯片？存，各需幾片這樣的芯片？1、16K 1b2、4K 8b32K 8b16K 1b=1632K 8b4K 8b=8單個存儲器芯片的存儲容量是有限的，因此，常單個存儲器芯片的存儲容量是有限的，因此，常常需要將多片存儲器芯片按一定的方式組成具有常需要將多片存儲器芯片按一定的方式組成具有一定存儲單元數的存儲器。一定存儲單元數的存儲器。第6章1、位擴展法、位擴展法適用于存儲單元數滿足要求，但數據位數不適用于存儲單元數滿足要求，但數據位數不滿足要求的情況。滿足要求的情況。例例1 用用1K4的的2114芯片構成芯片構成lK8的

6、存儲器系統。的存儲器系統。第6章A11A10譯碼器A9A9A0A0WRWEI/OI/OCS2114 (1).D0D3D4D7A9A0WEI/OI/OCS2114 (2). . . . .8088Y0M/IO 用用2114組成組成1K8的存儲器連線的存儲器連線 第6章2、字擴展法、字擴展法適用于數據位數滿足要求，但存儲單元數不適用于數據位數滿足要求，但存儲單元數不滿足要求的情況。滿足要求的情況。第6章例：例：用用16K16K8 8位存儲器芯片組成位存儲器芯片組成 64K64K8 8位存儲器系統。位存儲器系統。2:2:4 4譯譯碼碼器器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字擴展法組成字擴展法組成64K64K8 RAM8 RAMI/OI/OI/OI/O第6章3、混合擴展法、混合擴展法適用于數據位數和存儲單元數均不滿足要求適用于數據位數和存儲單元數均不滿足要求的情況。的情況。第6章第6章6.2.2 RAM與與CPU的連接的連接 地址線的連接地址線的連接數據線的連接數據線的連接控制線的連接控制線的連接 第6章CPU總線的負載能力總線的負載能力 CPU的時序和存儲器的存取速度

8、之間的配合問題的時序和存儲器的存取速度之間的配合問題 在連接中要考慮的問題在連接中要考慮的問題存儲器的地址分配和片選問題存儲器的地址分配和片選問題 控制信號的連接控制信號的連接 第6章地址譯碼（片選）地址譯碼（片選）CPU每次訪問內存只能對一個存儲單元進行讀或寫，這每次訪問內存只能對一個存儲單元進行讀或寫，這個存儲單元位于某個芯片或一組芯片中。因此，首先要個存儲單元位于某個芯片或一組芯片中。因此，首先要找到這個或這組芯片，這就是所謂的找到這個或這組芯片，這就是所謂的片選片選問題。問題。指定一個存儲單元是由指定一個存儲單元是由CPU給出的地址來決定的，將地址給出的地址來決定的，將地址總線分成兩部

9、分，總線分成兩部分，低位地址線和高位地址線低位地址線和高位地址線低位地址線低位地址線直接接到芯片的地址引腳，用于直接接到芯片的地址引腳，用于片內尋址片內尋址；高位地址線高位地址線通過譯碼器接到芯片的片選端，用于通過譯碼器接到芯片的片選端，用于片間尋片間尋址址。地址線的連接將確定芯片的地址空間。地址線的連接將確定芯片的地址空間。第6章1、線選法、線選法2、全譯碼、全譯碼3、部分譯碼、部分譯碼高位地址線部分參加譯碼高位地址線部分參加譯碼高位地址線全部參加譯碼高位地址線全部參加譯碼從高位地址線中選擇任意從高位地址線中選擇任意1位直接作存儲器的片位直接作存儲器的片選信號，無需譯碼器選信號，無需譯碼器

10、兩種譯碼器兩種譯碼器（1）集成電路芯片集成電路芯片 （2）與非門和或非門）與非門和或非門3種片選控制方法種片選控制方法第6章地址譯碼方式舉例地址譯碼方式舉例以用以用2114芯片（芯片（1K4b）構成一個）構成一個2KB RAM系統為例。系統為例。（1）全譯碼方式）全譯碼方式第6章第6章芯片地址分配芯片地址分配第一組：第一組： A15A10 A9A0地址最低地址最低地址最高地址最高000000 0000000000000000 1111111111地址范圍是：地址范圍是：0000H03FFH片內尋址片內尋址片選信號片選信號第6章芯片地址分配芯片地址分配第二組：第二組： A15A10 A9A0地址

11、最低地址最低地址最高地址最高000001 0000000000000001 1111111111地址范圍是：地址范圍是：0400H07FFH片內尋址片內尋址片選信號片選信號全譯碼特點全譯碼特點:地址唯一地址唯一,不重疊，不重疊， 地址連續地址連續。第6章（2）線選法）線選法去第二組去第二組去第一組去第一組只要只要A10=0，A11A15可為任意值都選中第一組可為任意值都選中第一組只要只要A10=1，A11A15可為任意值都選中第二組可為任意值都選中第二組 地址有重疊區！每組有地址有重疊區！每組有32KB的地的地址重疊區。址重疊區。若存在一個實際存儲單元對應兩個或兩個以上若存在一個實際存儲單元對

12、應兩個或兩個以上的地址，或者說，有多個地址可以訪問同一個存的地址，或者說，有多個地址可以訪問同一個存儲單元，這種現象就稱為儲單元，這種現象就稱為重疊區重疊區。第6章當采用線選法或部分譯碼產生片選信號時，會當采用線選法或部分譯碼產生片選信號時，會產生重疊區，因為沒有參加譯碼的地址線無論產生重疊區，因為沒有參加譯碼的地址線無論為什么狀態，對產生片選信號無影響。為什么狀態，對產生片選信號無影響。第6章用用A11作選片芯片地址分配作選片芯片地址分配第一組：第一組： 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地址范圍是：地址范圍是：0000H03FFH片內尋址片內尋址片選信號片選信號第6章用用A11作選片芯片地址分配作選片芯片地址分配第二組：第二組： 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地址范圍是：地址范圍是：0800H0BFFH片內尋址片內尋址片選信號片選信號 地址不連續！地址不連續！第6章（3）部分譯碼方式（）部分譯碼方式（ 1K4b構成一構成一個個4KB RAM ） 地址有重疊區！每組有地址有重疊區！每組有16KB的的地址重疊區。地址重疊區。第6章例例1 求出圖中的求出圖中的

14、SRAM存儲芯片的地址范圍。存儲芯片的地址范圍。應用舉例應用舉例第6章74LS138的引腳圖譯碼器實驗電路連接圖74LS138的引腳圖的引腳圖 A B C A B CC B A=000,Y0=0C B A=001,Y1=0C B A=111,Y7=0.每對應一組輸入每對應一組輸入C、B、A，輸出，輸出Y0Y7中只有中只有一個為低電平，其它全一個為低電平，其它全為高電平。為高電平。G1=1,G2AG2B=0第6章SRAM存儲芯片接到存儲芯片接到74LS138Y0輸出時的地址范圍為：輸出時的地址范圍為：該存儲芯片的容量為該存儲芯片的容量為16K 8，因此具有，因此具有14位地址位地址線（線（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地址范圍是：地址范圍是：E0000HE3FFFH片內尋址片內尋址片選信號片選信號第6章例例2：已知某：已知某SRAM芯片的部分引芯片的部分引腳如圖所示，要求用該芯片構成腳如圖所示，要求用該芯片構成A0000HABFFFH尋址空間的內存。尋址空間的內存。（1）應選幾片芯片？）應選幾片芯片？(2)給出各芯片的地址分配表給出各芯片的地址分配表（3）畫出采用）畫出采用741S138譯碼器時，譯碼器時，它與存儲芯片之間的連接電路圖它與存儲芯片之間的連接電路圖第6章（1）存儲容量為）存儲容量為ABFFFH-A0000H+1=C000H=48KB每片容量每片容量214B16KB,故應選故應選3片片（2）每芯片的基本地址范圍為）每芯片的基本地址范圍為0000H3FFFH每芯片的地址范圍：每芯片的地址范圍：0：A0000HA3FFFH1：A4000HA7FFFH2：A80