计算机组成原理第五章----存储器容量的扩展与芯片连接

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了计算机组成原理第五章----存储器容量的扩展与芯片连接。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

目录

存储器芯片与CPU的连接

典例

典例二

主存储器容量的扩展与连接方法

位拓展 

字拓展

 例题

主存大小计算

总结:


存储器芯片与CPU的连接

1. 确定所需芯片的数量(可以通过计算得出)

2. 确定每个芯片的分配地址 (区分最大地址还是最小地址,容量)

3. 确定每个芯片片选信号CS的产生方式 (3-8译码器或者4-16译码器选择使用哪一片存储芯片)

4. 完成CPU与存储芯片的连接: 

地址线(决定CPU访存: 空间的大小【相当于多少个的单元】) (Ax-A0)

数据线(决定访存单元的大小)(Dx-D0)

读/写(R/W#,只有SRAM可读可写,不用连ROM)

控制线 (MREQ#,一般连上译码器,控制译码器的启动从而控制存储芯片的工作)

计算机组成原理如何选择芯片,计算机组成原理,硬件工程,单片机,stm32

典例


设CPU有16根地址线,8根数据线,并用MREQ#作访存控 制信号(低电平有效),用R/W#作读/写控制信号(高 电平为读,低电平为写)。

现有下列存储芯片:1K*4 位SRAM;4K*8位SRAM;8K*8位SRAM;2K*8位ROM;4K*8 位ROM;8K*8位ROM;及3:8译码器和各种门电路。

要求:主存的地址空间满足下述条件:最小8K地址为 系统程序区(ROM区),与其相邻的16K地址为用户程序区(RAM区),最大4K地址空间为系统程序区(ROM 区)。

请画出存储芯片的片选逻辑,存储芯片的种类、片数

画出CPU与存储器的连接图。


解: 先分析选择的地址大小

计算机组成原理如何选择芯片,计算机组成原理,硬件工程,单片机,stm32

 上面这一个部分需要存储容量计算的问题,我放到文章后面自行学习;

第二步:选择芯片

最小8K系统程序区←8K*8位ROM,1片

16K用户程序区←8K*8位SRAM, 2片;

4K系统程序工作区←4K*8位ROM,1片。

第三步,分配CPU地址线。

CPU的低13位地址线A12~A0与1片8K*8位ROM和两片 8K*8位SRAM芯片提供的地址线相连;

将CPU的低12 位地址线A11~A0与1片4K*8位ROM芯片提供的地址线相连。

第四步,译码产生片选信号。

计算机组成原理如何选择芯片,计算机组成原理,硬件工程,单片机,stm32

典例二

某机字长 16 位,CPU 地址总线 18 位,数据总线 16 位,存储器按字编址,CPU 的 控制信号线有:MREQ#(存储器访问请求,低电平有效),R/W#(读写控制,低电平为写信号, 高电平为读信号)。已知该机已有 8K×16 位的 ROM 存储器,地址处于主存的最高端;现在再用若干个 16K×8 位的 SRAM 芯片形成 128K×16 位的 RAM 存储区域,起始地址为 00000H,假设 SRAM 芯片有 CS#(片选,低电平有效)和 WE#(写使能,低电平有效)信号控制端;试 写出RAM、ROM 的地址范围,并画出 SRAM、ROM 与 CPU 的连接图,请标明 SRAM 芯片个数、译码器的输入输出线、地址线、数据线、控制线及其连接。

计算机组成原理如何选择芯片,计算机组成原理,硬件工程,单片机,stm32

计算机组成原理如何选择芯片,计算机组成原理,硬件工程,单片机,stm32

主存储器容量的扩展与连接方法

 扩展主存容量的方法:位扩展、字扩展和字位同时扩展

位拓展 

我的理解:位拓展是把每一个存储芯片容量以及输出输出都变大,然后就实现了存储大小的拓展

字拓展就是通过增加地址线从而增加多个存储芯片,这样也实现了存储大小的拓展

我们先来看位拓展,下面这个图已经很生动形象了~

计算机组成原理如何选择芯片,计算机组成原理,硬件工程,单片机,stm32

 一般做题画图时,都是把两个存储芯片叠在一起画,然后要注意输出到Dx-D0的箭头位数要增大

字拓展

字拓展就是通过增加地址线从而增加多个存储芯片,这样也实现了存储大小的拓展,一般来说是连多个芯片 (字扩展的芯片是互斥工作方式,每次访问时只有一个芯片工作

计算机组成原理如何选择芯片,计算机组成原理,硬件工程,单片机,stm32

 例题

用4K*8位芯片构建CPU的16K*8位的存储空间


解: 

所需芯片个数:(16K*8)/(4K*8)=4(片)

字扩展的4个芯片是互斥工作方式,每次访问时只有一个芯片工作

芯片内4K个单元---4K个地址---12位二进制编码表示:全0~全1

CPU访问某个单元时送出的地址是14位,多出的高2位地址用来决定选择哪个芯片,剩下的12位地址在芯片内译码选择某个单元

计算机组成原理如何选择芯片,计算机组成原理,硬件工程,单片机,stm32

 计算机组成原理如何选择芯片,计算机组成原理,硬件工程,单片机,stm32

主存大小计算

记住最小存储单元是字节,所以我们要清楚后面cache的多少位和字节的转换,单位统一;

一个字节=8位;1KB=2^10个单元 

计算机组成原理如何选择芯片,计算机组成原理,硬件工程,单片机,stm32 计算机组成原理如何选择芯片,计算机组成原理,硬件工程,单片机,stm32

计算机组成原理如何选择芯片,计算机组成原理,硬件工程,单片机,stm32

总结:

一定一定要记住,2^30=1G, 2^20=1M, 512KB=2^19.

8KB=2^13==(A12-A0【记住A0占一位。。】)

片选CS等等题目会给,要看清楚译码器输出与输入是低有效还是高有效,对片选信号很重要。。

ROM芯片没有R/W#信号!!

MERQ#

注意每一个芯片地址线的位数!CPU输出的时候很容易出错,要选择好或门、与门

 最大(高)地址空间【从1111……开始反向】,和最低(小)地址空间【从000……开始正向】文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-515860.html

到了这里,关于计算机组成原理第五章----存储器容量的扩展与芯片连接的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处: 如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请点击违法举报进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

领支付宝红包 赞助服务器费用

相关文章

  • 计算机组成原理 存储器设计

    目录 一、把8×8 位的RAM存储器模块扩展为 8×32 位RAM存储空间; 二、把8×8 位的RAM存储器模块扩展为32×8位RAM存储空间; 三、把256×4 位的RAM存储器模块扩展为1K×8b的RAM存储空间。 PS:先说说存储器是什么样的小玩意:                         A x B 位XXX(RAM或者ROM)存储器的

    2024年02月07日
    浏览(52)
  • 计算机组成原理实验——三、存储器实验

    1.掌握存储器的工作原理和接口。 2.掌握存储器的实现方法和初始化方法。 3.掌握RISC-V中存储器的存取方式。 1.利用vivado IP核创建64 32的ROM,并在 系数文件中设置数据为123489ab; 2.利用vivado IP核创建64 32的RAM,并在 其上封装一个模块,使得其能完成risc-v 的load/store指令功能。

    2024年02月04日
    浏览(55)
  • 计算机组成原理实验 实验一 存储器实验

    目录 实验1  存储器实验 一、实验目的 二、实验原理 三、实验电路 四、实验步骤 五、实验数据分析 六、思考题 1.熟悉DVCC计算机组成原理实验机的结构,掌握其主要操作。 2.掌握静态随机存储器RAM工作特性。 3.掌握静态随机存储器RAM的数据读写方法。 4.能够运用静态随机存

    2023年04月18日
    浏览(65)
  • 实验2 存储器设计与实现【计算机组成原理】

    掌握单端口RAM和ROM原理和设计方法。 掌握32位数据的读出和写入方法。 掌握ModelSim和ISEVivado工具软件。 掌握基本的测试代码编写和FPGA开发板使用方法。 装有ModelSim和ISEVivado的计算机。 SwordBasys3EGo1实验系统。 片内存储器分为RAM和ROM两大类。RAM是随机存储器,存储单元的内

    2024年02月06日
    浏览(50)
  • 计算机组成原理之机器:存储器之高速缓冲存储器

    笔记来源:哈尔滨工业大学计算机组成原理(哈工大刘宏伟) 3.1.1 为什么用cache? 角度一: I/O设备向主存请求的级别高于CPU访存 ,这就出现了CPU等待I/O设备访存的现象,致使CPU空等一段时间,降低CPU工作效率。为 避免CPU与I/O设备争抢访存 ,可在CPU与主存之间加一级缓存,

    2024年03月10日
    浏览(62)
  • 计算机组成原理4.2.3提高存储器访问速度的措施

    提高存储器访问层次大概有三种方法 采用高速器件 采用层次结构 Cache 主存 调整主存结构  利用程序局部性原理,访问一个块 相邻的若干块都会被拿出来,缺点可能会碰到跳转类指令 高位是体号,低位时地址因此,CPU给出一次存储访问总是对一块连续的存储单元进行的,在

    2024年02月02日
    浏览(49)
  • 计算机组成原理(期末或考研备考)- 存储器(RAM和ROM重点讲解)

    主存储器:也称内存,存放正在运行程序和数据,CPU可以直接访问,容量存储较小,价格较贵。 辅助存储器:也称外存(绝大多数是磁盘),存放电脑的应用程序等,如果想要运行某一程序,往往需要先将其从外存调入内存,存储空间大,访问速度较慢,价格较低。 高速缓

    2024年02月11日
    浏览(49)
  • 【计算机组成原理】高速缓冲存储器 Cache 的写策略(Writing Policy)

    缓存的写策略指的是确定何时将数据写入缓存或主存的策略。 在全写法策略中,每次发生写操作时都会将数据同时写入缓存和主存。这样可以保证数据的一致性,但会增加主存的写入操作,降低写入性能。需要设置写缓存(Write Buffer)。 在写回策略中,当缓存中的数据发生

    2024年02月02日
    浏览(53)
  • 《计算机组成原理》期末考试手写笔记——模块五: 并行主存系统(交叉存储器+顺序存储器“带宽”的计算方法)

    目录 (一)知识点总结   (二)经典考试例题 1.设主存储器容量为256字,字长为32位,模块数m=4,分别用顺序方式和交叉方式进行组织。主存储器的存储周期T=200ns,数据总线宽度为32位,总线传送周期τ=50ns。若按地址顺序连续读取4个字,问顺序存储器和交叉存储器的带宽各

    2024年02月08日
    浏览(51)
  • 【计算机组成原理】高速缓冲存储器 Cache 的三种映射方式(Cache Mapping)

    缓存是计算机系统中常见的一种高速存储器,用于临时存储常用数据,以便快速访问。在缓存中,有三种常见的映射方式,分别是直接映射、全相联映射和组相联映射。 在直接映射中,每个主存块只能映射到缓存中的一个特定位置。该位置是通过对主存块的某个地址的一部分

    2024年01月19日
    浏览(50)

觉得文章有用就打赏一下文章作者

支付宝扫一扫打赏

博客赞助

微信扫一扫打赏

请作者喝杯咖啡吧~博客赞助

支付宝扫一扫领取红包,优惠每天领

二维码1

领取红包

二维码2

领红包