微计算机原理(第2版)第五章课后习题答案潘名莲马争丁庆生编著.doc

第5章 主存储器5-1 试简述ROM和RAM的区别。解：ROM和RAM都是半导体存储器。ROM称为只读存储器。存储单元中的信息可一次写入多次读出。当ROM存储器芯片掉电时，存储单元中的信息不会消失。因此又称ROM为固定存储器。RAM称为随机存取存储器。存储单元中的信息可根据需要随时写入或读出。但当RAM存储器芯片掉电时，存储单元中的信息将会消失。因此又称RAM为易失性存储器。 5-2 试简述SRAM和DRAM的区别。解：SRAM和DRAM都是随机存取存储器。SRAM称为静态随机存取存储器，每一存储单元由6个MOS场效应管够成，相对集成度低。 DRAM称为动态随机存取存储器，每一存储单元由1个MOS场效应管加1个电容构成，相对集成度高。应用中，SRAM较简单，因无电容，不需要电容的外围刷新电路；DRAM较复杂，因有电容，需要电容的外围刷新电路。5-3 试简述ROM、PROM、EPROM和EEPROM的区别。解：ROM、PROM、EPROM和EEPROM都是只读存储器，但制造工艺不同应用条件也不同。ROM是掩膜型ROM，存储内容在生产时已经固化，故不能修改；PROM是一次编程型ROM，当第一次写入内容后就不能再修改；EPROM和EEPROM都是多次编程型ROM，即可向存储单元中多次写入新的内容，；两者所不同的是，对原内容的擦除方法不同，EPROM用紫外线光进行擦除而EEPROM用电进行擦除。5-4 试简述线选法、部分译码法和全译码法的区别。解： 线选法可用CPU的片选地址线直接控制存储器芯片的片选端，故不需要额外的电子器件；其优点是简单实用，但因每条片选地址线仅能控制某个存储器芯片的片选端，片选地址线的利用率低，并且存储空间不连续，存储空间范围有限。部分译码法用CPU的片选地址线中的一部分地址线参加译码，用译码输出线控制存储器芯片的片选端。由于要译码，此法需要译码器芯片。由于仅部分片选地址线参加译码，CPU不能对全寻址范围进行寻址，并且每一个存储单元有多个地址值对应，即重叠地址。全译码法用CPU的片选地址线中的全部地址线参加译码，用译码输出线控制存储器芯片的片选端。由于所有片选地址线都参加译码，CPU可对全寻址范围进行寻址，并且每一个存储单元仅有一个地址值对应，可方便存储系统的扩展。5-5 试简述译码器的作用。解：译码器用于存储器片选控制的部分译码法和全译码法，译码器的特点是，若有N位译码输入，则产生2N位的译码输出，并且2N位的输出有效电平中仅有一位为高电平或者低电平，而其余位均为低电平或高电平。输出的2N位有效电平位与输入位的编码有关。常用译码器有1-2译码器、2-4译码器、3-8译码器和4-16译码器。5-6 试简述SRAM芯片上/CE、/OE、/WE引脚的用途。解：在SRAM芯片的引脚中，除片内地址线引脚和数据线引脚外，/CE、/OE和/WE引脚的控制在SRAM的应用中非常重要。/CE为SRAM芯片片选控制，低电平有效，有效电平的产生与CPU的片选地址线有关，控制方法有线选法、部分译码法和全译码法。/OE和/WE为SRAM芯片的数据读/写控制，由CPU的读/写控制线控制。对Intel公司的80X86系列CPU，CPU的读/写控制线/RD和/WR与SRAM芯片的读/写控制线/OE和/WE的连接是，/RD接/OE、/WR接/WE。当CPU读操作时，/RD =0且/WR=1,有/OE=0且/WE=1。满足SRAM的读条件。当CPU写操作时，/RD =1且/WR=0,有/OE=1且/WE=0。满足SRAM的写条件 。对MOTOROMA公司的68系列CPU，CPU的读/写控制线仅有一条，即R/W，与SRAM芯片的读/写控制线/OE和/WE的连接是，R/W接/WE，/OE解地。当CPU读操作时，R/W=1，有/WE=1,且/OE=0，满足SRAM的读条件。当CPU写操作时，R/W=0，有/WE=0,且/OE=0，满足SRAM的写条件。5-7 试简述DRAM芯片上/CAS、/RAS引脚的用途。解：SRAM和DRAM芯片在片内地址线引脚的设计上有所不同，若存储芯片的容量为2N，SRAM的片内地址线引脚数为N，而DRAM的片内地址线引脚数为N/2。DRAM芯片在片内地址线引脚的应用中采用分时复用的方法，即在/CAS和/RAS引脚加入控制信号，完成N/2的片内行列地址的分时输入。外部刷新电路对DRAM片内存储单元的刷新方式并不是每次仅刷新一个存储单元，而是在/CAS和/RAS的控制下完成一行存储单元的刷新。5-8 若一些存储器芯片的地址线数量分别为8、10、12、14.存储器芯片对应的存储单元个数为多少？解：存储器芯片的存储单元数量与芯片的地址线引脚数量的关系是：M=2N，其中M为存储单元数量；N为地址线引脚数量。当N=8时，M=2N=28=256个；当N=10时，M=2N=210=1024个=1K个；当N=12时，M=2N=212=4096个=4K个；当N=14时，M=2N=214=16K个。5-9 若用2114芯片（10244）组成2KB的RAM，需用多少片2114？给定地址范围为3000H37FFH，地址线应该如何连接？解：2114芯片的每片存储容量为512B或者0.5KB，组成2KB的RAM需要2114芯片数量为4片。由于2114的每一存储单元仅有4bit，要构成每一存储单元8bit需要2114芯片两片。2114芯片的存储单元数量为1024，需片内地址线10条，即A0A9，其余为片选地址线A10。根据给定地址范围3000H37FFH，可得存储表如下。A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A000110000000000000011011111111111从表中可知，每片2114的片内地址线A0A9 的值从全0到全1寻址片内每个存储单元。片选地址线中A15A11 为固定值00110，而A10为可变值，即A10=0时选中4片2114中的2片；A10=1时选中4片2114中的另外两片。 5-10 CPU中用2片6116（20488）组成4KB的RAM。用CPU的地址线A13和A14分别作2片6116的片选控制（线选法），个片6116的地址范围为多少？（CPU的地址总线宽度为16）解：每片6116的存储单元数量为2048，需片内地址线11条，即A0A10，其余为片选地址线A11A15.当用片选地址线A13和A14分别作2片6116的片选控制时（其余片选地址线未用），根据线选法的特点，若A13=0片选控制有效，则必有A14=1，反之一样。2片6116的地址范围如下存储表所示。 第一片6116的地址范围=X10XX00000000000 X10XX11111111111A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0X10XX00000000000X10XX11111111111若设X=0，则地址范围=4000H47FFH 第二片6116的地址范围=X01XX00000000000 X01XX11111111111A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0X01XX00000000000X01XX11111111111若设X=0，则地址范围=2000H27FFH5-11 上题中仅用A13经译码器完成2片6116的片选控制（部分译码法），各片6116的地址范围为多少？每个存储单元的重叠地址为多少个？解：当仅用A13完成2片6116的片选控制时，若A13=0，第一片6116的片选控制有效；若A13=1，第二片6116的片选控制有效。2片6116的地址范围如下存储表所示。 第一片6116的地址范围=XX0XX00000000000 XX0XX11111111111A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0XX0XX00000000000XX0XX11111111111若设X=0，则地址范围=0000H07FFH 第二片6116的地址范围=XX1XX00000000000 XX1XX11111111111A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0XX1XX00000000000XX1XX11111111111若设X=0，则地址范围=2000H27FFH由于5条片选地址线仅用了1条，其余4条片选地址线的组合值将使每个存储单元由重叠地址，重叠地址的数量=24=16个5-12 CPU的存储器系统由一片6264（8K8 SRAM）和一片2764（8K8 EPROM）组成。6264的地址范围为8000H9FFFH，2764的地址范围为0000H1FFFH。画出用74LS138译码器的全译码法存储器系统电路。解：6264SRAM和2764EPRAM的存储单元数量均为8K，均需片内地址线13条，即A0A12。片选地址线A13、A14、A15接3-8译码器74LS138的输入端A、B、C，3-8译码器的输出端/Y0/Y7 根据芯片的地址范围选取。6264RAM和2764EPRAM的地址范围如下存储表所示： 6264SRAM的地址范围=8000H9FFFHA15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A010000000000000001001111111111111 因A15(C)、A14(B)、A13(A)=100，则/Y4作6264的片选控制 2764EPRAM的地址范围=0000H1FFFHA15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A000000000000000000001111111111111因A15(C)、A14(B)、A13(A)=000，则/Y0作6264的片选控制 全译法法存储器系统电路图参考教材图5-18的画法。 （将图5-18中CPU地址线改成A0A12，过译码器的地址线为A13A15，译码器换成74LS138，从左到右第一片为2764，地址线改为A0A12，片选Y0，第二片为6264，地址线改为A0A12，片选线为Y4（若去掉那个小圆圈则为/Y04)）5-13 某微处理器系统中用有1片EPROM2716，它与CPU的连接如图5-21所示（见教材238页）。问2716的地址空间的分配是多少？解：2716的存储容量为20488，存储单元数量为2048，需片内地址线11条，即A0A10，其余为片选地址线A11