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返回目录以 8位总线为例,电路设计如下:(图中,A、B、C、D四个寄存器与数据总线的连接方 同上。)数据总线(*7~D0)A?BUS*?*U*8Q
8DBUS?C1QOE1D1QOE1D*74ABU*?A*?BUS8Q
8DB**?B*QOE*D374B37*CD?BUS8Q
8D**S?D1QOE1*374D8Q
*D1QOE1D8*373 G*D令:A?BUS = -T2D?*US = -T0BUS?* = P1BUS?* = P3>=1>=1T1 T3 ** T2存 储 器
第四章
4. 说明存取周期和存取时间的区别。
解:存取周期和存取时间的主要区别是:存取时间仅为完成一次操作的时间,而存取周期不仅包含操作时间,还包含操作后线路的恢复时间。即:存取周期 =存取时间 +恢复时间5. 什么是存储器的带宽?若存储器的数据总线宽度为32位,存取周期为20*ns,则存储器的带宽是多少?
解:存储器的带宽指单位时间内从存储器进出信息的最大数量。存储器带宽 = 1/200ns X 32位= 1*0M位/秒 = 2*M*/S = 5M字/秒
6. 某机字长为32位,其存储容量是64KB,按字编址它的寻址范围是多少?若主存以字节编址,试画出主存字地址和字节地址的分配情况。
解:存储容量是64KB时,按字节编址的寻址范围就是64K*,则:按字寻址范围 = 6*KX8 / 32=1*K字按字节编址时的主存地址分配图如字地址 HB —————字节地址—————LB下:0**??65528*4 ??65532 6553215 ?? 65533*6 ??
6553**7
??
65535
7. 一个容量为16KX32位的存储器,其地址线和数据线的总和是多少?当选用下列不同规格的存储芯片时,各需要多少片?1KX4位,2KX8位,*KX4位,16KX*位,4KX8位,8KX8位 解:地址线和数据线的总和 = 14 + 32 = 46根;各需要的片数为:1KX4:16K*32 / 1KX* = 1*X8 = 128片2KX*:16KX32 / 2K*8 = 8X* = 3*片4KX*:16KX32 / 4KX4 = 4*8 = 32片16KX1:16KX32 / 16KX* = 32片4KX8:16*X32 / *K*8 = 4X4 = 1*片8KX8 16KX32 / 8KX8 = 2X4 = *
9. 什么叫刷新?为什么要刷新?说明刷新有几种方 。
解:刷新——对DRAM定期进行的全部重写过程;刷新原因——因电容泄漏而引起的DRAM所存信息的衰减需要及时补充,因此安排了定期刷新操作;常用的刷新方 有三种——集中式、分散式、异步式。集中式:在最大刷新间隔时间内,集中安排一段时间进行刷新;分散式:在每个读/写周期之后插入一个刷新周期,无*PU访存死时间;异步式:是集中式和分散式的折衷。
**. 半导体存储器芯片的译码驱动方式有几种?
解:半导体存储器芯片的译码驱动方式有两种:线选 和重合 。线选 :地址译码信号只选中同一个字的所有位,结构简单,费器材;重合 :地址分行、列两部分译码,行、列译码线的交叉点即为所选单元。这种方 通过行、列译码信号的重合来选址,也称矩阵译码。可大大节省器材用量,是最常用的译码驱动方式。
11. 画出用1024*4位的存储芯片组成一个容量为64KX*位的存储器逻辑框图。要求 64K分成4个页面,每个页面分1*组,指出共需多少片存储芯片。
解:设采用S*AM芯片,总片数 = 64*X8位 / 1024X4位= 64X2 = 128片题意分析:本题设计的存储器结构上分为总体、页面、组三级,因此画图时也应分三级画。首先应确定各级的容量:页面容量 =总容量 /页面数= *4KX*位 / 4= 16KX8位;
位;组容量 =页面容量 /组数= 16KX8位 / 16 = *KX8
组内片数 =组容量 /片容量= 1KX8位 / 1KX4位 = 2片;地址分配:页面号 组号2 4组内地址*0组逻辑图如下:(位扩展)
**~0-W*-CSi1KX4S*AM1KX8
1KX4*RAM* 7D 6D 5D4D 3D *D 1D0
页面逻辑框图:(字扩展)A10
A1* A12
A13组译码器4:16-CS0 -CS1
-CS216KX81*X8(组*)
1K*8(组1)
1KX8(组2)??????-CS151KX8(组15)-CEiA9~0-W* D7~0
存储器逻辑框图:(字扩展)16*X8(页面0)*14A15页面译码器2:4-CE0
-CE116KX8(页面1)-CE2*6KX8(页面2)-CE31*KX8(页面*)A13~0 -WE D7~*
12. 设有一个64KX8位的RAM芯片,试问该芯片共有多少个基本单元电路(简称存储基元)?欲设计一种具有上述同 多存储基元的芯片,要求对芯片字长的选择应满足地址线和数据线的总和为最小,试确定这种芯片的地址线和数据线,并说明有几种解答。
解:存储基元总数 = 64KX8位= 512K位 = 2 19位;思路:如要满足地址线和数据线总和最小,应尽量把存储元安排在字向,因为地址位数和字数成2的幂的关系,可较好地压缩线数。
设地址线根数为a,数据线根数为b,则片容量为:* aXb = 2 19;b = 2 **-a;若a = 19,b = 1,总和 = 19+1 = 20;a = 18,b = 2,总和 = 18+2 = 20;a = 17,b = *,总和 = 1*+* = 21;* = 16,b = 8,总和 = 16+8 = **;?? ??由上可看出:片字数越少,片字长越长,引脚数越多。片字数、片位数均按 2的幂变化。结论:如果满足地址线和数据线的总和为最小,这种芯片的引脚分配方案有两种:地址线 = 19根,数据线 = *根;或地址线 = 18根,数据线 = *根。
1*. 某*位微型机地址码为18位,若使用4KX4位的RA*芯片组成模块板结构的存储器,试问:( 1)该机所允许的最大主存空间是多少?( 2)若每个模块板为32K*8位,共需几个模块板?( 3)每个模块板内共有几片RAM芯片?( 4)共有多少片R*M?( 5)CPU如何选择各模块板?
解:( 1)2 18 = 2*6*,则该机所允许的最大主存空间是256KX8位(或*56KB);( 2)模块板总数 = 256KX8 /32KX8= 8块;( 3)板内片数 = 32K*8位 / *K*4位= 8X2 = 16片;( 4)总片数 = 16片X* = 128片;( 5)CPU通过最高3位地址译码选板,次高3位地址译码选片。地址格式分17配如下:板地址 片地址3 3*5 **1* 1*片内地址*2
14. 设CPU共有16根地址线,8根数据线,并用-MR*Q(低电平有效)作访存控制信号,
R/-W作读写命令信号(高电平为读,低电评为写)。现有下列存储芯片:ROM(2KX8位,4KX4位,8*X8位),*AM(1K*4位,2KX8位,4K*8位),及74138译码器和其他门电路(门电路自定)。试从上述规格中选用合适芯片,画出CP*和存储芯片的连接图。要求:( 1)最小4K地址为系统程序区,409*~16383地址范围为用户程序区;( 2)指出选用的存储芯片类型及数量;( 3)详细画出片选逻辑。 解:( 1)地址空间分配图:0~40954096~81918192~1228712**8~163834K(ROM)4K(*RAM) Y14K(SRAM) Y24K(SRAM) Y3??
???*0*15=0??A15=1*5535( 2)选片:ROM:*K*4位:*片;RAM:4KX8位:3片;( 3)CPU和存储器连接逻辑图及片选逻辑:+5V-MREQA15A14A*3A12 CPU *1*~0
R/-W
D3~0D7~4CB-G2AG1A
-*0-G2B74*3* -Y1(3:8)
-Y2-CS04KX4ROM-CS14K*8RA*-Y34KX4ROM-*S2*KX8RAM4KX*RAM-CS3
15. C*U假设同上题,现有8片8KX8位的*A*芯片与CP*相连,试回答:( *)用741*8译码器画出*P*与存储芯片的连接图;( *)写出每片RAM的地址范围;( 3)如果运行时发现不论往哪片RA*写入数据后,以A00*H为起始地址的存储芯片都有与其相同的数据,分析故障原因。( *)根据(*)的连接图,若出现地址线A13与*PU断线,并搭接到高电平上, 出现什么后果?
解:( 1)*P*与存储器芯片连接逻辑图:
R/-WD7~*
A12~0
*PU-MREQA13*1**158KX8*RAM8K*8SRAM8**8*RAM8KX8SR*M?-CS0-G2A-G2BA C-CS1-CS2 ??-CS*74138(3:8)G1+5V
( 2)地址空间分配图:
Y0 8KX8 RAM 0~8191Y1 8*X8 RAM 8192~16383Y2 8KX8 RAM *6384~24575Y3 8KX8 RAM 24576~32767*4 8KX8 *AM 32768~40959Y5 8KX8 *AM 40960~4*151*6 8KX8 *A* 4915*~57343Y7 8KX8 RAM 57344~**535
( *)如果运行时发现不论往哪片RAM写入数据后,以A000H为起始地址的存储芯片都有
B
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