1、5.1 存儲(chǔ)器件的分類存儲(chǔ)器件的分類5.2 半導(dǎo)體存儲(chǔ)芯片半導(dǎo)體存儲(chǔ)芯片5.3 存儲(chǔ)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)1. 存儲(chǔ)系統(tǒng)的存儲(chǔ)系統(tǒng)的分層分層管理管理2. 地址映射技術(shù)地址映射技術(shù) 3. 現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的多級(jí)存儲(chǔ)體系多級(jí)存儲(chǔ)體系 5.4 主存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)技術(shù)主存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)技術(shù)u 存儲(chǔ)芯片選型存儲(chǔ)芯片選型u 存儲(chǔ)芯片的組織形式存儲(chǔ)芯片的組織形式u 地址譯碼技術(shù)地址譯碼技術(shù)u 存儲(chǔ)器接口設(shè)計(jì)存儲(chǔ)器接口設(shè)計(jì)決定芯片片選信號(hào)的實(shí)現(xiàn)決定芯片片選信號(hào)的實(shí)現(xiàn)兩級(jí)譯碼兩級(jí)譯碼； 全譯碼全譯碼、部分譯碼部分譯碼、線譯碼線譯碼； 固定、固定、可變可變存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)介質(zhì)( (存儲(chǔ)原理存儲(chǔ)原理) )、讀寫策略

2、讀寫策略( (存取方式存取方式) )容量擴(kuò)展容量擴(kuò)展；基本結(jié)構(gòu)（基本結(jié)構(gòu)（RAMRAM、ROMROM）、）、性能指標(biāo)性能指標(biāo)并行并行、多端口多端口、聯(lián)想聯(lián)想（改善主存的訪問速度和吞吐量改善主存的訪問速度和吞吐量）5.1.1 不同的存儲(chǔ)原理不同的存儲(chǔ)原理雙極型：雙極型： MOS型型掩膜掩膜ROM 一次性可編程一次性可編程PROM紫外線可擦除紫外線可擦除EPROM 電可擦除電可擦除E2PROM 快閃存儲(chǔ)器快閃存儲(chǔ)器FLASH易失性易失性 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器非易失性非易失性存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器靜態(tài)靜態(tài)SRAM 動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)DRAM存取速度快，但集成度低，一般用于大存取速度快，但集成度低，一般用于大型計(jì)算機(jī)或高速微機(jī)的

3、型計(jì)算機(jī)或高速微機(jī)的Cache；速度較快，集成度較低，速度較快，集成度較低，一般用于對(duì)速度要求高、一般用于對(duì)速度要求高、而容量不大的場合（而容量不大的場合（Cache）集成度較高但存取速度較集成度較高但存取速度較低，一般用于需較大容量低，一般用于需較大容量的場合（主存）。的場合（主存）。半導(dǎo)體半導(dǎo)體存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器磁介質(zhì)存儲(chǔ)器磁介質(zhì)存儲(chǔ)器 磁帶磁帶、軟磁盤、硬磁盤軟磁盤、硬磁盤光介質(zhì)存儲(chǔ)器光介質(zhì)存儲(chǔ)器 只讀型、一次寫入型、多次寫入型只讀型、一次寫入型、多次寫入型 5.1.2不同的讀寫策略不同的讀寫策略1 1數(shù)據(jù)訪問傳送方式數(shù)據(jù)訪問傳送方式并行存儲(chǔ)器并行存儲(chǔ)器 (Parallel Memory)串行

4、存儲(chǔ)器串行存儲(chǔ)器 (Serial Memory)2 2數(shù)據(jù)存取順序數(shù)據(jù)存取順序 1.隨機(jī)存取隨機(jī)存?。ㄖ苯哟嫒。ㄖ苯哟嫒。┛砂吹刂冯S機(jī)訪問；可按地址隨機(jī)訪問；訪問時(shí)間與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)地址無關(guān)；訪問時(shí)間與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)地址無關(guān)；2.順序存取順序存取 (先進(jìn)先出先進(jìn)先出)FIFO、隊(duì)列、隊(duì)列(queue) 3.堆棧存取堆棧存取先進(jìn)后出先進(jìn)后出(FILO)/后進(jìn)先出后進(jìn)先出(LIFO)；向下生成和向上生成；向下生成和向上生成； 堆棧的生成方式堆棧的生成方式堆棧簡介堆棧簡介l實(shí)現(xiàn)方法是在實(shí)現(xiàn)方法是在內(nèi)存中開辟一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)域內(nèi)存中開辟一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)域，數(shù)據(jù)按順序存入（，數(shù)據(jù)按順序存入（“push”）這個(gè)區(qū)）這個(gè)區(qū)域之中

5、。數(shù)據(jù)存入過程叫做域之中。數(shù)據(jù)存入過程叫做“壓棧壓棧”，堆棧指示器堆棧指示器SP指向最后壓入堆棧的數(shù)據(jù)指向最后壓入堆棧的數(shù)據(jù)所在的數(shù)據(jù)單元。在壓棧的過程中，每所在的數(shù)據(jù)單元。在壓棧的過程中，每壓入一個(gè)數(shù)據(jù)，就放在和前一個(gè)單元相壓入一個(gè)數(shù)據(jù)，就放在和前一個(gè)單元相連的后面一個(gè)單元中，堆棧指示器中的連的后面一個(gè)單元中，堆棧指示器中的地址自動(dòng)加地址自動(dòng)加N（N為數(shù)據(jù)單元長度）。讀為數(shù)據(jù)單元長度）。讀取這些數(shù)據(jù)時(shí)，按照取這些數(shù)據(jù)時(shí)，按照SP中的地址讀取數(shù)中的地址讀取數(shù)據(jù)，然后堆棧指示器中的地址數(shù)自動(dòng)減據(jù)，然后堆棧指示器中的地址數(shù)自動(dòng)減 N。這個(gè)過程叫做。這個(gè)過程叫做“彈出彈出pop”。如此就。如此就實(shí)現(xiàn)

6、了后進(jìn)先出的原則。實(shí)現(xiàn)了后進(jìn)先出的原則。 l函數(shù)的調(diào)用函數(shù)的調(diào)用在計(jì)算機(jī)中是用堆棧實(shí)現(xiàn)的在計(jì)算機(jī)中是用堆棧實(shí)現(xiàn)的1號(hào)球號(hào)球2號(hào)球號(hào)球3號(hào)球號(hào)球4號(hào)球號(hào)球5號(hào)球號(hào)球特點(diǎn)：1號(hào)球最先放入，最后取出； 5號(hào)球最后放入，最先取出；5.2.1靜態(tài)靜態(tài)RAM的六管基本存儲(chǔ)單元的六管基本存儲(chǔ)單元集成度低，但速度快，價(jià)集成度低，但速度快，價(jià)格高，常用做格高，常用做Cache。1.T1和和T2組成一個(gè)雙穩(wěn)態(tài)組成一個(gè)雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，用于保存數(shù)據(jù)。觸發(fā)器，用于保存數(shù)據(jù)。T3和和T4為負(fù)載管。為負(fù)載管。2.如如A點(diǎn)為數(shù)據(jù)點(diǎn)為數(shù)據(jù)D，則，則B點(diǎn)點(diǎn)為數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)/D。T1T2ABT3T4+5VT5T63.行選擇線有效（高電平

7、）行選擇線有效（高電平）時(shí)，時(shí)，A 、B處的數(shù)據(jù)信處的數(shù)據(jù)信息通過門控管息通過門控管T5和和T6送送至至C、D點(diǎn)。點(diǎn)。行選擇線行選擇線CD列選擇線列選擇線T7T8I/OI/O4.列選擇線有效（高電列選擇線有效（高電 平）平）時(shí)，時(shí)，C 、D處的數(shù)據(jù)信處的數(shù)據(jù)信息通過門控管息通過門控管T7和和T8送送至芯片的數(shù)據(jù)引腳至芯片的數(shù)據(jù)引腳I/O。動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)RAM的單管基本存儲(chǔ)單元的單管基本存儲(chǔ)單元集成度高，但速度較慢，價(jià)集成度高，但速度較慢，價(jià)格低，一般用作主存。格低，一般用作主存。行選擇線行選擇線T1B存儲(chǔ)存儲(chǔ)電容電容CA列選列選擇線擇線T2I/O1. 電容上存有電荷時(shí)，表示存儲(chǔ)電容上存有電荷時(shí)，表示

8、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)A為邏輯為邏輯1；2. 行選擇線有效時(shí)，數(shù)據(jù)通過行選擇線有效時(shí)，數(shù)據(jù)通過T1送至送至B處；處；3. 列選擇線有效時(shí)，數(shù)據(jù)通過列選擇線有效時(shí)，數(shù)據(jù)通過T2送至芯片的數(shù)據(jù)引腳送至芯片的數(shù)據(jù)引腳I/O；4. 為防止存儲(chǔ)電容為防止存儲(chǔ)電容C放電導(dǎo)致數(shù)放電導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失，必須定時(shí)進(jìn)行刷新；據(jù)丟失，必須定時(shí)進(jìn)行刷新；5. 動(dòng)態(tài)刷新時(shí)行選擇線有效，而動(dòng)態(tài)刷新時(shí)行選擇線有效，而列選擇線無效。（刷新是逐行列選擇線無效。（刷新是逐行進(jìn)行的。）進(jìn)行的。）刷新放大器刷新放大器讀讀 寫寫 控控 制制 邏邏 輯輯R/WCE數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)緩緩沖沖 器器（三（三 態(tài)態(tài) 雙雙 向）向）d0d1dN-1D0D1DN-1單譯碼

9、編址方式單譯碼編址方式RAM（一）（一）1.該該RAM芯片外部共有地址線芯片外部共有地址線 L 根，數(shù)據(jù)線根，數(shù)據(jù)線 N 根；根；2.該類芯片內(nèi)部采用該類芯片內(nèi)部采用單譯碼（字譯碼）單譯碼（字譯碼）方式，基本存儲(chǔ)單元排列成方式，基本存儲(chǔ)單元排列成M*N的的長方矩陣，且有長方矩陣，且有M=2L的關(guān)系成立；的關(guān)系成立；字線字線0字線字線M-10,00,N-1M-1,0M-1,N-1地地址址譯譯碼碼器器a0a1aM-1A0A1AL-1地地址址寄寄存存器器D0DN-1位位線線0位位線線N-1存儲(chǔ)芯片容量標(biāo)為存儲(chǔ)芯片容量標(biāo)為“M*N”（bit）D0DN-1地址線地址線數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線控制線控制線雙譯碼編址方

10、式雙譯碼編址方式RAM（二）（二）1.該該RAM芯片外部共有地址線芯片外部共有地址線 2n 根，數(shù)據(jù)線根，數(shù)據(jù)線 1 根；根；2.該類芯片內(nèi)部一般采用該類芯片內(nèi)部一般采用雙譯碼雙譯碼方式，基本存儲(chǔ)單元排列成方式，基本存儲(chǔ)單元排列成N*N 的正方矩陣，且有的正方矩陣，且有M =22n =N2 的關(guān)系成立；的關(guān)系成立；0,00,N-1N-1,0N-1,N-1D0D0DN-1DN-1Y0YN-1Y 地地 址址 譯譯 碼碼 器器Y 地地 址址 寄寄 存存 器器AnAn+1A2n-1X地地址址譯譯碼碼器器X0X1XN-1A0A1An-1X地地址址寄寄存存器器DD數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)緩緩沖沖 器器（三（三 態(tài)態(tài) 雙雙

11、 向）向）D0讀寫控制讀寫控制存儲(chǔ)芯片容量標(biāo)為存儲(chǔ)芯片容量標(biāo)為“M*1”（bit）數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線控制線控制線地址線地址線靜態(tài)靜態(tài)RAM芯片的引腳特性芯片的引腳特性從三總線的角度看：從三總線的角度看：1. 地址線數(shù)目地址線數(shù)目A、數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)線數(shù)目線數(shù)目D與芯片容量與芯片容量（MN）直接相關(guān)：）直接相關(guān)：2A=MD=N2. 控制信號(hào)應(yīng)包括：控制信號(hào)應(yīng)包括：片選信號(hào)和讀片選信號(hào)和讀/寫信號(hào)寫信號(hào)所以，所以，6264容量：容量： 21388K8 存儲(chǔ)單元多采用存儲(chǔ)單元多采用熔絲熔絲低低熔點(diǎn)金屬或多晶硅。寫入時(shí)熔點(diǎn)金屬或多晶硅。寫入時(shí)設(shè)法在熔絲上通入較大的電設(shè)法在熔絲上通入較大的電流將熔絲燒斷。流將熔絲燒

12、斷。編程時(shí)編程時(shí)VCC和和字線電壓提高字線電壓提高可編程只讀存儲(chǔ)器可編程只讀存儲(chǔ)器PROM 產(chǎn)品出廠時(shí)存的全是產(chǎn)品出廠時(shí)存的全是1或或0，用戶可一次性寫入用戶可一次性寫入(將將熔絲將將熔絲燒斷燒斷)，即把某些位翻轉(zhuǎn)。但，即把某些位翻轉(zhuǎn)。但只能只能一次編程寫，多次讀取一次編程寫，多次讀取。紫外線可擦除紫外線可擦除ROM (UVEPROM) 擦除：用紫外線或擦除：用紫外線或X射線射線擦除。需擦除。需2030分鐘。分鐘。 缺點(diǎn)：整片擦除，不能對(duì)單個(gè)單元或位進(jìn)行擦缺點(diǎn)：整片擦除，不能對(duì)單個(gè)單元或位進(jìn)行擦除，擦除時(shí)間長，擦除，擦除時(shí)間長，擦/寫均需離線操作。寫均需離線操作。 浮柵上電荷可長期保存浮柵上電

13、荷可長期保存在在125環(huán)境溫度下，環(huán)境溫度下，70%的電荷能保存的電荷能保存10年以上。年以上。寫入（寫寫入（寫0）擦除（寫擦除（寫1）讀出讀出 特點(diǎn)：擦除和寫入均利用隧道效應(yīng)。特點(diǎn)：擦除和寫入均利用隧道效應(yīng)。 浮柵與漏區(qū)間的氧化物層極?。ǜ排c漏區(qū)間的氧化物層極?。?0納米以下），納米以下），稱為隧道區(qū)。當(dāng)隧道區(qū)電場大于稱為隧道區(qū)。當(dāng)隧道區(qū)電場大于107V/cm時(shí)隧道時(shí)隧道區(qū)雙向?qū)ā^(qū)雙向?qū)āｋ娍刹脸碾娍刹脸腞OM(EEPROM)快閃存儲(chǔ)器快閃存儲(chǔ)器(Flash Memory) （1）寫入利用雪崩注入法。）寫入利用雪崩注入法。源極接地；漏極接源極接地；漏極接6V；控制；控制柵柵12V

14、脈沖，寬脈沖，寬10 s。 （2）擦除用隧道效應(yīng)。）擦除用隧道效應(yīng)?？刂茤沤拥?；源極接控制柵接地；源極接12V脈脈沖，寬為沖，寬為100ms。因?yàn)槠?。因?yàn)槠瑑?nèi)所有疊柵管的源極都連內(nèi)所有疊柵管的源極都連在一起，所以一個(gè)脈沖就在一起，所以一個(gè)脈沖就可擦除全部單元?？刹脸繂卧?。 （3）讀出：源極接地，字線為）讀出：源極接地，字線為5V邏輯高電平。邏輯高電平。半導(dǎo)體存儲(chǔ)芯片的主要技術(shù)指標(biāo)半導(dǎo)體存儲(chǔ)芯片的主要技術(shù)指標(biāo)l存儲(chǔ)容量存儲(chǔ)容量l存取速度存取速度l功耗功耗l可靠性可靠性 l工作電源電壓、工作溫度范圍、可編程工作電源電壓、工作溫度范圍、可編程存儲(chǔ)器的編程次數(shù)存儲(chǔ)器的編程次數(shù)、成本、成本注意存儲(chǔ)器

15、的容量以注意存儲(chǔ)器的容量以字節(jié)（字節(jié)（B B）為單位，為單位，而存儲(chǔ)芯片的容量以而存儲(chǔ)芯片的容量以位（位（b b）為單位。為單位。 即存取時(shí)間，以即存取時(shí)間，以nsns為單位，也可用存取為單位，也可用存取時(shí)間時(shí)間TaTa、存取周期、存取周期TmTm和存儲(chǔ)器帶寬和存儲(chǔ)器帶寬BmBm等表示。等表示?？捎每捎闷骄收祥g隔時(shí)間平均故障間隔時(shí)間來衡量來衡量以以mWmW/ /芯片芯片或或W/W/單元單元為單位為單位存儲(chǔ)容量單位存儲(chǔ)容量單位1 kilobyte KB = 1000 (103) Byte 1 megabyte MB = 1 000 000 (106) Byte 1 gigabyte GB =

16、1 000 000 000 (109) Byte 1 terabyte TB = 1 000 000 000 000 (1012) Byte 1 petabyte PB = 1 000 000 000 000 000 (1015) Byte1 exabyte EB = 1 000 000 000 000 000 000 (1018) Byte 1 zettabyte ZB = 1 000 000 000 000 000 000 000 (1021) Byte1 yottabyte YB = 1 000 000 000 000 000 000 000 000 (1024) Byte 1 nona

17、byte NB = 1 000 000 000 000 000 000 000 000 000 (1027) Byte1 doggabyte DB = 1 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 (1030) Byte 210220230存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)的核心部件之一。如何以合存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)的核心部件之一。如何以合理的價(jià)格搭建出容量和速度都滿足要求的存儲(chǔ)理的價(jià)格搭建出容量和速度都滿足要求的存儲(chǔ)系統(tǒng)，始終是計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問系統(tǒng)，始終是計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問題之一。題之一?，F(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通常把不同容量、不同速度現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通常把不同容量、不

18、同速度的存儲(chǔ)設(shè)備按一定的體系結(jié)構(gòu)組織起來，以解的存儲(chǔ)設(shè)備按一定的體系結(jié)構(gòu)組織起來，以解決決存儲(chǔ)容量、存取速度和價(jià)格之間的矛盾。存儲(chǔ)容量、存取速度和價(jià)格之間的矛盾。存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)5.3 存儲(chǔ)器分層結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)器分層結(jié)構(gòu)1 1設(shè)計(jì)目標(biāo)設(shè)計(jì)目標(biāo)整個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)速度接近整個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)速度接近M1而價(jià)格和容量接近而價(jià)格和容量接近Mn二二. . 操作策略操作策略映像規(guī)則：映像規(guī)則：用于確定一個(gè)新的塊（頁）被調(diào)入用于確定一個(gè)新的塊（頁）被調(diào)入本級(jí)存儲(chǔ)器時(shí)應(yīng)放在什么位置上。本級(jí)存儲(chǔ)器時(shí)應(yīng)放在什么位置上。查找規(guī)則：查找規(guī)則：用于確定需要的塊（頁）是否存在用于確定需要的塊（頁）是否存在本級(jí)存儲(chǔ)器中以及如何查找。本級(jí)存

19、儲(chǔ)器中以及如何查找。替換規(guī)則：替換規(guī)則：用于確定本級(jí)存儲(chǔ)器不命中且已滿用于確定本級(jí)存儲(chǔ)器不命中且已滿時(shí)應(yīng)替換哪一塊（頁）。時(shí)應(yīng)替換哪一塊（頁）。更新規(guī)則：更新規(guī)則：用于確定寫數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)進(jìn)行的操作。用于確定寫數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)進(jìn)行的操作。虛擬內(nèi)存虛擬內(nèi)存l虛擬內(nèi)存的需求背景虛擬內(nèi)存的需求背景 一個(gè)程序要被執(zhí)行，需要將它全部放入內(nèi)存中，一個(gè)程序要被執(zhí)行，需要將它全部放入內(nèi)存中，cpu才能才能 訪問，如果程序容量大于物理內(nèi)存容量則不能執(zhí)行訪問，如果程序容量大于物理內(nèi)存容量則不能執(zhí)行l(wèi)方法方法使用輔助存儲(chǔ)器使用輔助存儲(chǔ)器(容量大容量大)作為虛擬內(nèi)存，達(dá)到增大物理內(nèi)作為虛擬內(nèi)存，達(dá)到增大物理內(nèi)存容量存容量l技術(shù)支持

20、技術(shù)支持操作系統(tǒng)支持：程序段調(diào)度并更新地址映射表操作系統(tǒng)支持：程序段調(diào)度并更新地址映射表硬件支持：由硬件支持：由MMU自動(dòng)完成活動(dòng)程序段的調(diào)度自動(dòng)完成活動(dòng)程序段的調(diào)度MMU：Memory Management Unit虛擬內(nèi)存運(yùn)行原理及過程虛擬內(nèi)存運(yùn)行原理及過程操作操作系統(tǒng)系統(tǒng)VC6.0Word迅雷迅雷操作操作系統(tǒng)系統(tǒng)VC6.0WordQQ無虛擬內(nèi)存存儲(chǔ)系無虛擬內(nèi)存存儲(chǔ)系統(tǒng)統(tǒng)(不能運(yùn)行不能運(yùn)行QQ,需需要關(guān)閉一部分程序要關(guān)閉一部分程序才能運(yùn)行才能運(yùn)行)迅雷迅雷計(jì)算機(jī)有虛擬內(nèi)存存儲(chǔ)技術(shù)，計(jì)算機(jī)有虛擬內(nèi)存存儲(chǔ)技術(shù)，可以運(yùn)行可以運(yùn)行QQ ，需要把不活動(dòng)程，需要把不活動(dòng)程序序迅雷迅雷置換到虛擬存儲(chǔ)器置

21、換到虛擬存儲(chǔ)器物理物理內(nèi)存內(nèi)存存儲(chǔ)存儲(chǔ)器器輔助輔助存儲(chǔ)存儲(chǔ)器器操作操作系統(tǒng)系統(tǒng)VC6.0Word迅雷迅雷QQ計(jì)算機(jī)有虛擬內(nèi)存存儲(chǔ)技術(shù)，計(jì)算機(jī)有虛擬內(nèi)存存儲(chǔ)技術(shù)，如果如果迅雷迅雷成為活動(dòng)程序，則把成為活動(dòng)程序，則把不活動(dòng)程序不活動(dòng)程序QQ置換置換到虛擬存到虛擬存儲(chǔ)器儲(chǔ)器虛擬存儲(chǔ)器虛擬存儲(chǔ)器內(nèi)存層次結(jié)構(gòu)中的內(nèi)存層次結(jié)構(gòu)中的MMU為了增加計(jì)算機(jī)的性能，最好不要運(yùn)行太為了增加計(jì)算機(jī)的性能，最好不要運(yùn)行太多的程序，以減少信息在物理內(nèi)存和輔助多的程序，以減少信息在物理內(nèi)存和輔助存儲(chǔ)器之間的頻繁置換存儲(chǔ)器之間的頻繁置換幾個(gè)概念幾個(gè)概念l物理地址物理地址:（Physical Address）也叫實(shí)際地址或絕對(duì)

22、地址，）也叫實(shí)際地址或絕對(duì)地址，是出現(xiàn)在是出現(xiàn)在CPU外部地址總線上的尋址物理內(nèi)存的地址信號(hào)，外部地址總線上的尋址物理內(nèi)存的地址信號(hào)，是地址變換的最終結(jié)果。用于內(nèi)存芯片級(jí)的單元尋址，與存是地址變換的最終結(jié)果。用于內(nèi)存芯片級(jí)的單元尋址，與存儲(chǔ)器和儲(chǔ)器和CPU連接的地址總線相對(duì)應(yīng)。連接的地址總線相對(duì)應(yīng)。 l邏輯地址邏輯地址: 在有地址變換功能的計(jì)算機(jī)中在有地址變換功能的計(jì)算機(jī)中,訪內(nèi)指令給出的地訪內(nèi)指令給出的地址址 (操作數(shù)操作數(shù)) 叫邏輯地址。要經(jīng)過尋址方式的計(jì)算或變換才得叫邏輯地址。要經(jīng)過尋址方式的計(jì)算或變換才得到內(nèi)存儲(chǔ)器中的到內(nèi)存儲(chǔ)器中的物理地址物理地址l有效地址有效地址: 有效地址表示程序

23、中變量操作數(shù)所在單元到段首有效地址表示程序中變量操作數(shù)所在單元到段首距離即距離即邏輯地址邏輯地址的偏移地址的偏移地址l虛擬地址虛擬地址: 虛擬地址空間中的地址，程序中使用的都是虛擬地虛擬地址空間中的地址，程序中使用的都是虛擬地址。址。 存儲(chǔ)器的地址映射存儲(chǔ)器的地址映射 地址映射也叫地址重定位，指將用戶程序中的地址映射也叫地址重定位，指將用戶程序中的邏輯邏輯地址地址( (虛擬地址虛擬地址) )，通過，通過MMUMMU轉(zhuǎn)換為用戶程序運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)換為用戶程序運(yùn)行時(shí)CPUCPU可可直接尋址的直接尋址的物理地址物理地址。虛擬地址虛擬地址 物理地址物理地址程序空間、邏輯地址空間實(shí)存空間、硬件地址空間 MMU(

24、32位機(jī)位機(jī))地址映射表地址映射表4G大大小小256M大大小小虛擬地址虛擬地址 物理地址物理地址MMU地址映射表地址映射表程序空間、邏程序空間、邏輯地址空間輯地址空間實(shí)存空間、硬件實(shí)存空間、硬件地址空間地址空間分頁分頁映射映射分頁技術(shù)地址轉(zhuǎn)換過程分頁技術(shù)地址轉(zhuǎn)換過程虛擬頁號(hào)為虛擬頁號(hào)為20位，頁內(nèi)位，頁內(nèi)偏移量偏移量12位（虛擬地址位（虛擬地址為為32位，頁大小為位，頁大小為4KB）頁幀號(hào)為頁幀號(hào)為3位，頁內(nèi)偏位，頁內(nèi)偏移量移量12位（物理地址為位（物理地址為15位，頁大小為位，頁大小為4KB）虛擬地址對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)虛擬地址對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)不在物理內(nèi)存中？不在物理內(nèi)存中？6存儲(chǔ)器地址映射存儲(chǔ)器地址映射-

25、分段技術(shù)分段技術(shù)段寄存器：段寄存器：代碼段代碼段數(shù)據(jù)段數(shù)據(jù)段堆棧段堆棧段附加段附加段分頁與分段技術(shù)的比較分頁與分段技術(shù)的比較1.1. 分頁技術(shù)分頁技術(shù) 頁是信息的物理單位，與源程序的邏輯結(jié)構(gòu)無關(guān)頁是信息的物理單位，與源程序的邏輯結(jié)構(gòu)無關(guān) 頁長由系統(tǒng)確定，大小固定，用戶不可見頁長由系統(tǒng)確定，大小固定，用戶不可見 頁面只能以頁大小的整倍數(shù)地址開始頁面只能以頁大小的整倍數(shù)地址開始2.2. 分段技術(shù)分段技術(shù) 段是信息的邏輯單位段是信息的邏輯單位, ,由源程序的邏輯結(jié)構(gòu)所決定由源程序的邏輯結(jié)構(gòu)所決定 段長由用戶確定（用戶可見），大小不固定段長由用戶確定（用戶可見），大小不固定 段可以從任意地址開始，段內(nèi)

26、連續(xù)編址，段間不一段可以從任意地址開始，段內(nèi)連續(xù)編址，段間不一定連續(xù)定連續(xù)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的四級(jí)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)：現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的四級(jí)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)：寄存器寄存器 Cache 主存主存 輔存輔存CPU內(nèi)部高內(nèi)部高速電子線路速電子線路(如觸發(fā)器如觸發(fā)器)一級(jí)：在一級(jí)：在CPU內(nèi)部內(nèi)部二級(jí)：在二級(jí)：在CPU外部外部 一般為靜態(tài)隨一般為靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器機(jī)存儲(chǔ)器SRAM。一般為半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，也稱為短期存一般為半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，也稱為短期存儲(chǔ)器；解決讀寫儲(chǔ)器；解決讀寫速度速度問題；問題；包括磁盤（中期存儲(chǔ)包括磁盤（中期存儲(chǔ)器）、磁帶、光盤器）、磁帶、光盤（長期存儲(chǔ)）等；（長期存儲(chǔ)）等； 解決存儲(chǔ)解決存儲(chǔ)容量容量問題；問題；其中：其中

27、：cache-主存結(jié)構(gòu)解決主存結(jié)構(gòu)解決高速度與低成本高速度與低成本的矛盾；的矛盾； 主存主存-輔存結(jié)構(gòu)利用虛擬存儲(chǔ)器解決輔存結(jié)構(gòu)利用虛擬存儲(chǔ)器解決大容量與低成本大容量與低成本的矛盾；的矛盾；2022-7-329/54 現(xiàn)代計(jì)算機(jī)中的現(xiàn)代計(jì)算機(jī)中的4級(jí)存儲(chǔ)器體系結(jié)構(gòu)級(jí)存儲(chǔ)器體系結(jié)構(gòu) CPU Cache 主存 外存接口 總線 外存 1.輔助存儲(chǔ)器：存放不活動(dòng)的程序和數(shù)據(jù)輔助存儲(chǔ)器：存放不活動(dòng)的程序和數(shù)據(jù)2.主存儲(chǔ)器：存放運(yùn)行中的程序和數(shù)據(jù)主存儲(chǔ)器：存放運(yùn)行中的程序和數(shù)據(jù)3.CPU寄存器：正在執(zhí)行的指令和數(shù)據(jù)寄存器：正在執(zhí)行的指令和數(shù)據(jù)4.cache: 存儲(chǔ)存儲(chǔ)CPU最近訪問的指令和操作數(shù)最近訪問的

28、指令和操作數(shù)1.寄存器組寄存器組特點(diǎn)：特點(diǎn)：讀寫速度快但數(shù)量較少；其數(shù)量、長度以及使用方法會(huì)影響指令集的設(shè)讀寫速度快但數(shù)量較少；其數(shù)量、長度以及使用方法會(huì)影響指令集的設(shè)計(jì)。計(jì)。組成：組成：一組彼此獨(dú)立的一組彼此獨(dú)立的Reg，或小規(guī)模半導(dǎo)體存儲(chǔ)器。，或小規(guī)模半導(dǎo)體存儲(chǔ)器。RISC：設(shè)置較多：設(shè)置較多Reg，并依靠編譯器來使其使用最大化。，并依靠編譯器來使其使用最大化。2.Cache (Cache和流水線技術(shù)是和流水線技術(shù)是RISC成功的技術(shù)支柱成功的技術(shù)支柱)高速小容量高速小容量(幾十千到幾兆字節(jié)幾十千到幾兆字節(jié))；完全由硬件實(shí)現(xiàn)控制，對(duì)程序員完全透明；完全由硬件實(shí)現(xiàn)控制，對(duì)程序員完全透明；可分

29、為指令可分為指令cache和數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)cache3.主（內(nèi)）存主（內(nèi)）存編址方式：字節(jié)編址編址方式：字節(jié)編址信息存放方式：大信息存放方式：大/小端系統(tǒng)、對(duì)齊方式小端系統(tǒng)、對(duì)齊方式4.輔（外）存輔（外）存1）、主要用作數(shù)據(jù)信息（以文件）、主要用作數(shù)據(jù)信息（以文件(file)的形式）存放，按塊為單位進(jìn)行存取。的形式）存放，按塊為單位進(jìn)行存取。2）、也可以實(shí)現(xiàn)虛擬存儲(chǔ)器）、也可以實(shí)現(xiàn)虛擬存儲(chǔ)器31/42cache相關(guān)概念相關(guān)概念l1. 訪問局部性訪問局部性訪問的引用局部性：是訪問的引用局部性：是CPU會(huì)訪問當(dāng)前訪問附近的數(shù)據(jù)和指令會(huì)訪問當(dāng)前訪問附近的數(shù)據(jù)和指令訪問的時(shí)間局部性：訪問一個(gè)元素之后，很可

30、能在不久的將訪問的時(shí)間局部性：訪問一個(gè)元素之后，很可能在不久的將 來再次訪問該數(shù)據(jù)來再次訪問該數(shù)據(jù) l2. 命中率：利用命中率：利用CPU產(chǎn)生的有效地址可直接在存儲(chǔ)體系產(chǎn)生的有效地址可直接在存儲(chǔ)體系的高層訪問到所需信息的概率的高層訪問到所需信息的概率,是衡量存儲(chǔ)體系把握數(shù)據(jù)是衡量存儲(chǔ)體系把握數(shù)據(jù)訪問局部性的重要性能參數(shù)訪問局部性的重要性能參數(shù)l3. 失效率：利用失效率：利用CPU產(chǎn)生的有效地址不能直接在存儲(chǔ)體產(chǎn)生的有效地址不能直接在存儲(chǔ)體系的高層訪問到所需信息的概率系的高層訪問到所需信息的概率cache讀取方式讀取方式CPUcache主主存存貫穿式讀取CPUcache主存儲(chǔ)器主存儲(chǔ)器旁路式讀取

31、設(shè)設(shè)cache 的存取時(shí)間為的存取時(shí)間為tc，命中率為，命中率為h，主存的存取，主存的存取時(shí)間為時(shí)間為tm，則平均存取時(shí)間，則平均存取時(shí)間： 貫穿式：貫穿式： ta = tc h + (tc + tm)(1-h)。 旁路式：旁路式： ta = tc h + tm(1-h)。 cache的的功效功效【例【例5.1】 某微機(jī)存儲(chǔ)器系統(tǒng)由一級(jí)某微機(jī)存儲(chǔ)器系統(tǒng)由一級(jí)cache 和主存組和主存組成。成。CPU采用貫穿式讀取方式，采用貫穿式讀取方式，已知主存的存取已知主存的存取時(shí)間為時(shí)間為80 ns，cache 的存取時(shí)間為的存取時(shí)間為6 ns，cache的命中率為的命中率為85%，試求該存儲(chǔ)系統(tǒng)的平均存

32、取時(shí)，試求該存儲(chǔ)系統(tǒng)的平均存取時(shí)間。間。ta =6 ns85%+86 ns(1-85%)=5.1+12.9=18 nscache的命中率與的命中率與cache 的大小、替換算法、程序特的大小、替換算法、程序特性等因素有關(guān)。性等因素有關(guān)。cache未命中時(shí)未命中時(shí)CPU還需要訪問主存，這時(shí)反而延長還需要訪問主存，這時(shí)反而延長了存取時(shí)間。了存取時(shí)間。 2022-7-334/ 54Cache技術(shù)和虛擬存儲(chǔ)器技術(shù)技術(shù)和虛擬存儲(chǔ)器技術(shù)相同點(diǎn)：相同點(diǎn)：n 以存儲(chǔ)器訪問的以存儲(chǔ)器訪問的局部性局部性為基礎(chǔ)；為基礎(chǔ)；n 采用的調(diào)度策略類似；采用的調(diào)度策略類似；n 對(duì)用戶都是透明的；對(duì)用戶都是透明的；不同點(diǎn)：不同

33、點(diǎn)：n劃分的信息塊的長度不同；劃分的信息塊的長度不同； nCache技術(shù)由硬件實(shí)現(xiàn)，而虛擬存儲(chǔ)器技術(shù)由硬件實(shí)現(xiàn)，而虛擬存儲(chǔ)器由由OS的存儲(chǔ)管理軟件輔助硬件的存儲(chǔ)管理軟件輔助硬件實(shí)現(xiàn)；實(shí)現(xiàn)；Cache塊：塊：864字節(jié)字節(jié)虛擬存儲(chǔ)器塊：虛擬存儲(chǔ)器塊：512幾十幾十K個(gè)字節(jié)個(gè)字節(jié)主存儲(chǔ)器（主存、內(nèi)存）主存儲(chǔ)器（主存、內(nèi)存）編號(hào)編號(hào)( (地址地址) )409540951212111110109 98 87 76 65 54 43 31 10 0大端的數(shù)據(jù)存放格式大端的數(shù)據(jù)存放格式低地址低地址高地址高地址地址地址A地址地址A+1地址地址A+2地址地址A+3int a = 0 x 12 34 56 78

34、12345678低地址低地址高地址高地址地址地址A地址地址A+1地址地址A+2地址地址A+312345678小端的數(shù)據(jù)格式小端的數(shù)據(jù)格式 大端（大端（Big-Endian）小端（）小端（Little-Endian）lEndian表示數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器中的存放順序。采用大小表示數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器中的存放順序。采用大小端模式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存放的主要區(qū)別在于存放的字節(jié)順端模式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存放的主要區(qū)別在于存放的字節(jié)順序：大端方式將低位字節(jié)存放在高地址，小端方式將序：大端方式將低位字節(jié)存放在高地址，小端方式將低位字節(jié)存放在低地址。低位字節(jié)存放在低地址。對(duì)齊方式：對(duì)齊方式：不同寬度數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式不同寬度數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式按整

35、數(shù)邊界按整數(shù)邊界對(duì)齊對(duì)齊存儲(chǔ)存儲(chǔ)可可以保證以保證訪存指令的速度訪存指令的速度按按任意任意邊界邊界對(duì)齊對(duì)齊存儲(chǔ)存儲(chǔ)可可以保證存儲(chǔ)空間以保證存儲(chǔ)空間的的利用利用5.4存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)存儲(chǔ)器設(shè)計(jì):存儲(chǔ)芯片的選擇存儲(chǔ)芯片的選擇l 確定類型確定類型 根據(jù)不同應(yīng)用場合的特點(diǎn)確定采用何種類型的芯片，如考慮根據(jù)不同應(yīng)用場合的特點(diǎn)確定采用何種類型的芯片，如考慮選用選用SRAM還是還是DRAM，是否需要，是否需要E2PROM、FLASH等等；等等；l 確定具體型號(hào)及數(shù)量確定具體型號(hào)及數(shù)量根據(jù)容量、價(jià)格、速度、功耗等要求確定芯片的具體型號(hào)和數(shù)根據(jù)容量、價(jià)格、速度、功耗等要求確定芯片的具體型號(hào)和數(shù)量量思考：若要求擴(kuò)展思考：

36、若要求擴(kuò)展64K容量的內(nèi)存，以下幾種選擇哪種最優(yōu)？容量的內(nèi)存，以下幾種選擇哪種最優(yōu)？ 64K*1的芯片數(shù)量的芯片數(shù)量N(64K*8)/(64K*1) 1*8片片; 8K*8的芯片數(shù)量的芯片數(shù)量N (64K*8)/(8K*8) 8*1片；片； 16K*4的芯片數(shù)量的芯片數(shù)量N (64K*8)/(16K*4) 4*2片；片； 顯然，芯片的顯然，芯片的種類和數(shù)量種類和數(shù)量應(yīng)越少越好；在芯片數(shù)量相同應(yīng)越少越好；在芯片數(shù)量相同的情況下應(yīng)考慮總線的負(fù)載能力和系統(tǒng)連接的復(fù)雜性。的情況下應(yīng)考慮總線的負(fù)載能力和系統(tǒng)連接的復(fù)雜性。從總線負(fù)載和系統(tǒng)連接來看，第一種選擇較好。從總線負(fù)載和系統(tǒng)連接來看，第一種選擇較好。

37、內(nèi)（主）存儲(chǔ)器的基本結(jié)構(gòu)內(nèi)（主）存儲(chǔ)器的基本結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)芯片存儲(chǔ)芯片存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)體存儲(chǔ)體 進(jìn)行進(jìn)行位擴(kuò)展位擴(kuò)展 以實(shí)現(xiàn)按字節(jié)編以實(shí)現(xiàn)按字節(jié)編址的結(jié)構(gòu)址的結(jié)構(gòu) 進(jìn)行進(jìn)行字?jǐn)U展字?jǐn)U展 以滿足總?cè)萘恳詽M足總?cè)萘康囊蟮囊蟠鎯?chǔ)體、地址譯碼、存儲(chǔ)體、地址譯碼、數(shù)據(jù)緩沖和讀寫控制數(shù)據(jù)緩沖和讀寫控制 位擴(kuò)展位擴(kuò)展：因每個(gè)字的位數(shù)不夠而擴(kuò)展數(shù)據(jù)輸出線的數(shù)目；：因每個(gè)字的位數(shù)不夠而擴(kuò)展數(shù)據(jù)輸出線的數(shù)目； 字?jǐn)U展字?jǐn)U展：因總的字?jǐn)?shù)不夠而擴(kuò)展地址輸入線的數(shù)目，所以也稱因總的字?jǐn)?shù)不夠而擴(kuò)展地址輸入線的數(shù)目，所以也稱為地址擴(kuò)展；為地址擴(kuò)展；并行存儲(chǔ)器、多端口并行存儲(chǔ)器、多端口存儲(chǔ)器、相聯(lián)存儲(chǔ)器等存儲(chǔ)器、相聯(lián)存儲(chǔ)器

38、等存儲(chǔ)芯片的位擴(kuò)展存儲(chǔ)芯片的位擴(kuò)展64K*1I/O64K*1I/O64K*1I/O64K*1I/O64K*1I/O64K*1I/O64K*1I/O64K*1I/OA0 A15R/WCSD0D7等效為等效為64K*8A0 A15D0 D7R/WCS用用64K1bit的芯片擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)的芯片擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)64KB存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器 進(jìn)行位擴(kuò)展時(shí)，模塊中所有芯片的進(jìn)行位擴(kuò)展時(shí)，模塊中所有芯片的地址線和控制線互連地址線和控制線互連形成整個(gè)模塊的地址線和控制線，而各芯片的形成整個(gè)模塊的地址線和控制線，而各芯片的數(shù)據(jù)線并列（位數(shù)據(jù)線并列（位線擴(kuò)展）線擴(kuò)展）形成整個(gè)模塊的數(shù)據(jù)線（形成整個(gè)模塊的數(shù)據(jù)線（8bit寬度）。寬度）

39、。 存儲(chǔ)芯片的字?jǐn)U展存儲(chǔ)芯片的字?jǐn)U展用用8K8bit的芯片擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)的芯片擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)64KB存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器64K*8A0 A15D0 D7R/WCS等效為等效為A0 A12R/WD0 D764K*1D0764K*1D0764K*1D0764K*1D0764K*1D0764K*1D0764K*1D07CS1 CS1 8K*8D07CS 3-8譯譯碼碼器器Y0Y1Y7A13 A14 A15 進(jìn)行字?jǐn)U展時(shí)，模塊中所有芯片的進(jìn)行字?jǐn)U展時(shí)，模塊中所有芯片的地址線、控制線和數(shù)地址線、控制線和數(shù)據(jù)線互連據(jù)線互連形成整個(gè)模塊的低位地址線、控制線和數(shù)據(jù)線形成整個(gè)模塊的低位地址線、控制線和數(shù)據(jù)線 ， CPU的高位地址線

40、（擴(kuò)展的字線）被用來譯碼以形成對(duì)各個(gè)芯的高位地址線（擴(kuò)展的字線）被用來譯碼以形成對(duì)各個(gè)芯片的選擇線片的選擇線 片選線片選線 。 存儲(chǔ)芯片的字、位同時(shí)擴(kuò)展存儲(chǔ)芯片的字、位同時(shí)擴(kuò)展用用16K4bit的芯片擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)的芯片擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)64KB存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器16K*416K*4A0 A13R/WD0 D3D4 D724譯碼器譯碼器A15A14CS64K*8A0 A15D0 D7R/WCS等效為等效為16K*416K*416K*416K*416K*416K*4 首先對(duì)首先對(duì)芯片芯片分組進(jìn)分組進(jìn)行位擴(kuò)展行位擴(kuò)展，以實(shí)現(xiàn)按字以實(shí)現(xiàn)按字節(jié)編址；節(jié)編址； 其次設(shè)其次設(shè)計(jì)各芯片組計(jì)各芯片組的的片選進(jìn)行片選進(jìn)行字?jǐn)U展字?jǐn)U展

41、，以，以滿足容量要滿足容量要求；求；并行并行存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器4體交叉存儲(chǔ)器體交叉存儲(chǔ)器在在下下圖所示的低位多體交叉存儲(chǔ)器中，圖所示的低位多體交叉存儲(chǔ)器中，若若處理器要訪問處理器要訪問的字地址為以下十進(jìn)制數(shù)值，試問該存儲(chǔ)器比單體存儲(chǔ)器的字地址為以下十進(jìn)制數(shù)值，試問該存儲(chǔ)器比單體存儲(chǔ)器的平均訪問速率提高多少的平均訪問速率提高多少 (忽略初啟時(shí)的延時(shí)忽略初啟時(shí)的延時(shí)) ？(a)1，2，3，4，100 (b)2，4，6，8，200 (c)3，6，9，12，300 （a）4個(gè)存儲(chǔ)體訪問可以交叉進(jìn)行，訪問速率可達(dá)到單體存?zhèn)€存儲(chǔ)體訪問可以交叉進(jìn)行，訪問速率可達(dá)到單體存儲(chǔ)器的儲(chǔ)器的4 倍。倍。 （b）2個(gè)存儲(chǔ)體訪

42、問可以交叉進(jìn)行，訪問速率可達(dá)到單體存?zhèn)€存儲(chǔ)體訪問可以交叉進(jìn)行，訪問速率可達(dá)到單體存儲(chǔ)器的儲(chǔ)器的2倍。倍。 （c）4個(gè)存儲(chǔ)體訪問可以交叉進(jìn)行，訪問速率可達(dá)到單體存?zhèn)€存儲(chǔ)體訪問可以交叉進(jìn)行，訪問速率可達(dá)到單體存儲(chǔ)器的儲(chǔ)器的4 倍。倍。雙端口存儲(chǔ)器雙端口存儲(chǔ)器相聯(lián)（聯(lián)想）存儲(chǔ)器相聯(lián)（聯(lián)想）存儲(chǔ)器地址譯碼技術(shù)地址譯碼技術(shù):兩級(jí)物理地址譯碼方案兩級(jí)物理地址譯碼方案讀讀/ /寫控制信號(hào)、數(shù)據(jù)寫控制信號(hào)、數(shù)據(jù)寬度指示信號(hào)、傳送寬度指示信號(hào)、傳送方式指示信號(hào)，等方式指示信號(hào)，等 假設(shè)某系統(tǒng)地址總線寬度為假設(shè)某系統(tǒng)地址總線寬度為20 bit，現(xiàn)需要將，現(xiàn)需要將C0000H CFFFFH地址范圍劃分為地址范圍劃分

43、為8個(gè)同樣大小的地址空間，提供給總線上個(gè)同樣大小的地址空間，提供給總線上的的8個(gè)模塊，試設(shè)計(jì)相應(yīng)的譯碼電路。個(gè)模塊，試設(shè)計(jì)相應(yīng)的譯碼電路。 模塊模塊A19 A16A15A14A13A12A0地址空間地址空間( (范圍范圍) )1100000111111111111100000000000000C1FFFH0C0000H1100001111111111111100000000000000C3FFFH0C2000H1100010111111111111100000000000000C5FFFH0C4000H1100011111111111111100000000000000C7FFFH0C6000

44、H1100100111111111111100000000000000C9FFFH0C8000H1100101111111111111100000000000000CBFFFH0CA000H1100110111111111111100000000000000CDFFFH0CC000H1100111111111111111100000000000000CFFFFH0CE000H全譯碼電全譯碼電路的實(shí)現(xiàn)路的實(shí)現(xiàn)部分譯碼方式部分譯碼方式 最高段地址不最高段地址不參與譯碼，將會(huì)參與譯碼，將會(huì)因此存在因此存在地址重地址重疊疊，且模塊，且模塊地址地址不連續(xù)不連續(xù)。 線線譯譯碼碼方方式式 需較多選擇線，需較

45、多選擇線，且同樣存在且同樣存在地址重地址重疊疊，且模塊，且模塊地址不地址不連續(xù)連續(xù)。 A19 A13A12 A0地址空間地址空間( (范圍范圍) )XXXXXX011111111111110000000000000？XXXXX1X11111111111110000000000000？XXXX0XX11111111111110000000000000？1XXXXXX11111111111110000000000000？74LS1383-8譯碼器2 1 8HA Y0B Y1C Y2 G1 Y3 Y4 G2A Y5 Y6G2B Y7 00010&A3A4A5+5VA6A7A8A9AENIORIOW&

46、端口譯碼電路練習(xí)練習(xí): :分析圖中分析圖中74LS13874LS138各輸出端的譯碼地址范圍。各輸出端的譯碼地址范圍。三種譯碼方式的比較三種譯碼方式的比較l全譯碼全譯碼 系統(tǒng)所有地址線全部都應(yīng)該參與譯碼：系統(tǒng)所有地址線全部都應(yīng)該參與譯碼：低段低段地址線應(yīng)直接接在模塊上，地址線應(yīng)直接接在模塊上，尋址模塊內(nèi)單元尋址模塊內(nèi)單元；中段中段地址線譯碼后產(chǎn)生片選信號(hào)地址線譯碼后產(chǎn)生片選信號(hào)區(qū)分不同模塊區(qū)分不同模塊；高段高段地址線可用作片選信號(hào)有效的地址線可用作片選信號(hào)有效的使能控制使能控制；l部分譯碼部分譯碼 高高段地址信號(hào)不參與譯碼，會(huì)造成地址空間的段地址信號(hào)不參與譯碼，會(huì)造成地址空間的重疊及不連續(xù)重疊及不連續(xù)。l線譯碼線譯碼 電路結(jié)構(gòu)簡單，但系統(tǒng)必須保證參與電路結(jié)構(gòu)簡單，但系統(tǒng)必須保證參與片選的地