1、第三章習(xí)題,重點(diǎn)：存儲(chǔ)器擴(kuò)展 P.101,存儲(chǔ)器擴(kuò)展,關(guān)鍵步驟：分析擴(kuò)展前后總線數(shù)量的變化 數(shù)據(jù)線增加：字長(zhǎng)擴(kuò)展 地址線增加：存儲(chǔ)容量擴(kuò)展 一定需要片選CS！ 片選：芯片選擇（ Chip select）,3,1、字長(zhǎng)位數(shù)擴(kuò)展,增加數(shù)據(jù)線 連接方式：三組信號(hào)線中， 地址線和控制線共用 數(shù)據(jù)線單獨(dú)分開連接。,RAM：1K4位1K8位,RAM1 1K4,RAM2 1K4,D3D0,A9A0,CS,CS,D7D4,CS,A9A0,5,2、字存儲(chǔ)容量擴(kuò)展,增加地址線，使得存儲(chǔ)器單元數(shù)增加 連接方式：三組信號(hào)線中 地址總線和數(shù)據(jù)總線公用 多余的地址線用來片選,RAM：1K4位2K8位,RAM1 1K8,R

2、AM3 1K4,A10,D7D0,A9A0,A9A0,CS,CS,D7D0,7,3、字長(zhǎng)、容量同時(shí)擴(kuò)展,連接方式：三組信號(hào)線中 單元之內(nèi)：字長(zhǎng)擴(kuò)展 字長(zhǎng)擴(kuò)展：芯片的控制線公用（包括片選CS和讀寫R/W ） 單元之間：字?jǐn)?shù)擴(kuò)展 字?jǐn)?shù)擴(kuò)展：片選CS由地址總線的高位段譯碼來決定。,1、20位地址，32位字長(zhǎng),（1）多少信息存儲(chǔ)量？ 20位地址：說明有220個(gè)存儲(chǔ)單元，即1M 32位字長(zhǎng)：說明每個(gè)存儲(chǔ)單元有32個(gè)bit 一共： 220 32 bit (220 32 )/8B 220 4B 4MB,1、20位地址，32位字長(zhǎng),（2）由512K8位的芯片構(gòu)成，需要多少片 存儲(chǔ)器：1M32位 512K 1M

3、：說明有容量擴(kuò)展 8位32位：說明有字長(zhǎng)擴(kuò)展 需要： (1M/512K)(32位/ 8位) 24 8,1、20位地址，32位字長(zhǎng),（3）需要多少位地址作為芯片選擇 512K8位1M32位 芯片選擇只和地址線相關(guān) 512K219，即有19根地址線 1M 220，即有20根地址線 多余的一根地址線一定是做片選的 需要1根地址線作為片選,1、20位地址，32位字長(zhǎng),（3）需要多少位地址作為芯片選擇 首先字長(zhǎng)擴(kuò)展：4片512K8位芯片構(gòu)成512K32位字長(zhǎng)單元 字長(zhǎng)擴(kuò)展片選公用 然后容量擴(kuò)展：2個(gè)512K32位單元構(gòu)成1M32位， 容量擴(kuò)展需要芯片選擇 2個(gè)單元只需要：1根地址線作為片選,512K8位

4、1M32位,RAM1,字長(zhǎng)擴(kuò)展 512K8位512K32位,容量擴(kuò)展 512K32位1M32位,CS,RAM2,CS,RAM3,CS,RAM4,CS,RAM1,字長(zhǎng)擴(kuò)展 512K8位512K32位,CS,RAM2,CS,RAM3,CS,RAM4,CS,3、16K8位64K32位,16K8位 16K32位 64K32位,需要4片，形成一個(gè)單元 需要4個(gè)單元 一定需要2根地址線進(jìn)行片選 16K：14根地址線 64K：16根地址線 多余兩根地址線 正好用于片選,3、16K8位64K32位,RAM1,字長(zhǎng)擴(kuò)展 16K8位16K32位,容量擴(kuò)展 16K32位64K32位,CS,RAM2,CS,RAM3,

5、CS,RAM4,CS,16K32位,16K32位,16K32位,A15 A14,3、16K8位64K32位,錯(cuò)誤： 1、只看到了A13A0，缺少A15、A14 2、數(shù)據(jù)總線、地址總線，一定要標(biāo)明起止符號(hào)，例如A13A0， D7D0 3、三組信號(hào)線要全部標(biāo)明,3、16K8位64K32位,（2）存儲(chǔ)器讀寫周期為0.5us,CPU在1us內(nèi)至少要訪存一次，用哪種刷新方式？ 答：假定16K1位的DRAM芯片用128128矩陣存儲(chǔ)元構(gòu)成 采用集中刷新：對(duì)128行進(jìn)行集中刷新，刷新周期需要 1280.5us64us，暫停讀/寫，肯定不行 采用分散刷新：每1us只能訪存一次，不可以 采用異步式刷新方式：刷新

6、時(shí)只對(duì)128行進(jìn)行異步方式刷新，則刷新間隔為2ms/128 = 15.6us，可取刷新信號(hào)周期15us。 刷新一遍所用時(shí)間15us1281.92ms,3.3 DRAM存儲(chǔ)器刷新周期,集中式刷新：在整個(gè)刷新間隔內(nèi)，前一段時(shí)間重復(fù)進(jìn)行讀/寫周期或維持周期，等到需要進(jìn)行刷新操作時(shí)，便暫停讀/寫或維持周期，而逐行刷新整個(gè)存儲(chǔ)器。,3.3 DRAM存儲(chǔ)器刷新周期,分散式刷新：把一個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)周期tc分為兩半，周期前半段時(shí)間tm用來讀/寫操作或維持信息，周期后半段時(shí)間tr作為刷新操作時(shí)間。,6、32K8位128K16位,（1）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器：16位 （2）地址寄存器：17位 （3）需要多少個(gè)芯片： (128K/

7、32K)(16位/8位)8片 （4）組成框圖,6、32K8位128K16位,X,錯(cuò)誤1： 沒有標(biāo)出數(shù)據(jù)線標(biāo)號(hào)、地址線標(biāo)號(hào) 無法說明你是否清楚擴(kuò)展細(xì)節(jié) 錯(cuò)誤2： 地址線為何來自數(shù)據(jù)寄存器,6、32K8位128K16位,32K8位 32K16位 128K16位,需要2片，形成一個(gè)單元 需要4個(gè)單元 一定需要2根地址線進(jìn)行片選 32K：15根地址線 128K：17根地址線 多余兩根地址線 正好用于片選,6、32K8位128K16位,RAM1,字長(zhǎng)擴(kuò)展 32K8位32K16位,容量擴(kuò)展 32K16位128K16位,CS,RAM2,CS,32K16位,32K16位,32K16位,A16 A15,7.某機(jī)

8、器中，已知配有一個(gè)地址空間為(00001FFF)16的ROM區(qū)域，現(xiàn)在用一個(gè)SRAM芯片（8K8位）形成一個(gè)16K16位的RAM區(qū)域，起始地址為（2000）16 。假設(shè)SRAM芯片有CS和WE控制端，CPU地址總線A15-A0 ，數(shù)據(jù)總線為D15-D0 ，控制信號(hào)為R / W（讀 / 寫），MREQ（當(dāng)存儲(chǔ)器讀或?qū)憰r(shí)，該信號(hào)指示地址總線上的地址是有效的）。要求： （1）滿足已知條件的存儲(chǔ)器，畫出地址碼方案。 （2）畫出ROM與RAM同CPU連接圖。,7.某機(jī)器中，已知配有一個(gè)地址空間為(00001FFF)16的ROM區(qū)域，現(xiàn)在用一個(gè)SRAM芯片（8K8位）形成一個(gè)16K16位的RAM區(qū)域，起始

9、地址為（2000）16 。假設(shè)SRAM芯片有CS和WE控制端，CPU地址總線A15-A0 ，數(shù)據(jù)總線為D15-D0 ，控制信號(hào)為R / W（讀 / 寫），MREQ（當(dāng)存儲(chǔ)器讀或?qū)憰r(shí)，該信號(hào)指示地址總線上的地址是有效的）。,分析：一個(gè)RAM區(qū)，一個(gè)ROM區(qū) 存儲(chǔ)器參數(shù)： 地址線：16根 數(shù)據(jù)線：16根 RAM和ROM一定都要符合。 其中RAM需要容量擴(kuò)展，ROM不需要,7.某機(jī)器中，已知配有一個(gè)地址空間為(00001FFF)16的ROM區(qū)域，現(xiàn)在用一個(gè)SRAM芯片（8K8位）形成一個(gè)16K16位的RAM區(qū)域，起始地址為（2000）16 。假設(shè)SRAM芯片有CS和WE控制端，CPU地址總線A15-

10、A0 ，數(shù)據(jù)總線為D15-D0 ，控制信號(hào)為R / W（讀 / 寫），MREQ（當(dāng)存儲(chǔ)器讀或?qū)憰r(shí)，該信號(hào)指示地址總線上的地址是有效的）。,分析：一個(gè)RAM區(qū)，一個(gè)ROM區(qū) 其中RAM需要容量擴(kuò)展 由8K8位芯片構(gòu)成16K16位 8K8位8K16位（字長(zhǎng)擴(kuò)展） 16K16位（容量擴(kuò)展） 共需要4片芯片，每?jī)善瑯?gòu)成8K16位單元 字長(zhǎng)擴(kuò)展不改變地址分配，容量擴(kuò)展才會(huì)改變,7.某機(jī)器中，已知配有一個(gè)地址空間為(00001FFF)16的ROM區(qū)域，現(xiàn)在用一個(gè)SRAM芯片（8K8位）形成一個(gè)16K16位的RAM區(qū)域，起始地址為（2000）16 。假設(shè)SRAM芯片有CS和WE控制端，CPU地址總線A15-

11、A0 ，數(shù)據(jù)總線為D15-D0 ，控制信號(hào)為R / W（讀 / 寫），MREQ（當(dāng)存儲(chǔ)器讀或?qū)憰r(shí)，該信號(hào)指示地址總線上的地址是有效的）。要求： （1）滿足已知條件的存儲(chǔ)器，畫出地址碼方案。,ROM：地址空間為(00001FFF)16RAM：起始地址為（2000）16,解：CPU地址總線A15-A0,共16根地址線，地址碼: ROM : 0000 0000 0000 00000001 1111 1111 1111 RAM : 0010 0000 0000 0000 由8K8位芯片構(gòu)成16K16位 需要4片芯片，構(gòu)成兩個(gè)8K16位單元 記為RAM1，RAM2,ROM：地址空間為(00001FFF)

12、16RAM：起始地址為（2000）16,RAM : 0010 0000 0000 0000 RAM1、RAM2： 8K16位 每個(gè)單元為13根地址線 RAM1: 0010 0000 0000 0000 0011 1111 1111 1111 RAM2: 0100 0000 0000 0000 0101 1111 1111 1111,0101 1111 1111 1111,解：CPU地址總線A15-A0,共16根地址線，地址碼: ROM : 0000 0000 0000 00000001 1111 1111 1111 即：(00001FFF)16 RAM1: 0010 0000 0000 000

13、00011 1111 1111 1111 即：(20003FFF)16 RAM2: 0100 0000 0000 00000101 1111 1111 1111 即：(40005FFF)16 共16根地址線： 0000 0000 0000 00001111 1111 1111 1111 還剩下 0110 0000 0000 00001111 1111 1111 1111為空閑區(qū) 即：(6000FFFF)16,解: (1),7.某機(jī)器中，已知配有一個(gè)地址空間為(00001FFF)16的ROM區(qū)域，現(xiàn)在用一個(gè)SRAM芯片（8K8位）形成一個(gè)16K16位的RAM區(qū)域，起始地址為（2000）16 。假

14、設(shè)SRAM芯片有CS和WE控制端，CPU地址總線A15-A0 ，數(shù)據(jù)總線為D15-D0 ，控制信號(hào)為R / W（讀 / 寫），MREQ（當(dāng)存儲(chǔ)器讀或?qū)憰r(shí)，該信號(hào)指示地址總線上的地址是有效的）。要求： （1）滿足已知條件的存儲(chǔ)器，畫出地址碼方案。,FFFF,64K-8K-8K-8K=40K,空閑區(qū),解：CPU地址總線A15-A0,共16根地址線，地址碼: ROM : 0000 0000 0000 00000001 1111 1111 1111 RAM1: 0010 0000 0000 00000011 1111 1111 1111 RAM2: 0100 0000 0000 00000101 11

15、11 1111 1111 最高1位A15空閑，A14、A13狀態(tài)如下： 00：ROM 01：RAM1 10：RAM2,（2）畫出ROM與RAM同CPU連接圖。,（2）畫出ROM與RAM同CPU連接圖。,ROM,RAM1,RAM2,RAM3,RAM4,芯片有CS和WE控制端， CPU地址總線A15-A0 ，數(shù)據(jù)總線為D15-D0 ，控制信號(hào)為R / W（讀 / 寫），MREQ,RAM：8K8位16K16位,RAM11,RAM12,RAM21,RAM22,位擴(kuò)展 RAM1:8K16位,位擴(kuò)展 RAM2:8K16位,字?jǐn)U展 8K擴(kuò)展為16K,A13 A14,D15D8,D15D8,D7D0,D7D0

16、,A12A0,A12A0,CS,CS,CS,CS,A15,8K8,8K8,RAM+ROM,RAM11,RAM12,RAM21,RAM22,A13 A14,D15D8,D15D8,D7D0,D7D0,A12A0,A12A0,CS,CS,CS,CS,A15,ROM,CS,D15D0,A12A0,MREQ,00,01,10,35,8、設(shè)存儲(chǔ)器容量為64M，字長(zhǎng)64位，模塊數(shù)m=8，分別用順序方式和交叉方式進(jìn)行組織。存儲(chǔ)周期T=100ns，總線傳送周期=50ns。問順序存儲(chǔ)器和交叉存儲(chǔ)器的帶寬各是多少?,解：順序存儲(chǔ)器和交叉存儲(chǔ)器連續(xù)讀出m=8個(gè)字的信息總量都是： q=64b8=512b 順序存儲(chǔ)器和交叉存儲(chǔ)器連續(xù)讀出8個(gè)字所需的時(shí)間分別是： t1=mT=8100ns=810-7s t2=T+(m-1)t=100ns+750ns=450ns=4.510-7s 順序存儲(chǔ)器和交叉存儲(chǔ)器的帶寬分別是： W1=q/t1=512b(810-7)s=64107b/s W2=q/t2=512b(4.510-7)s=113.8107b/s,36,解：h=Nc/（Nc+Nm）=2420/(2420+80)=0.968 1、 r=tm/tc=240ns/40ns=6 e=1/(r+(1-r)h)=1/(6+(1-6)0.968)