计算机组成原理 课件 4 存储器

Date:02十一月2023第四章存储器2典型的微机硬件系统结构图4.1常用存储器分类

主存和CPU的联系DRARCPU主存读数据总线地址总线写图4.1CPU与存储器的连接结构示意图

存储器系统的分层结构中央处理器主存M2辅存M3CacheM1三级存储器的结构示意图高速缓存技术虚拟存储技术虚拟地址空间中的存储页真正内存程序可用缓存CPU主存辅存缓存主存辅存主存虚拟存储器10ns20ns200nsms虚地址逻辑地址实地址物理地址主存储器（速度）（容量）图4.3半导体存储器组成框图

图4.4双译码存储器结构

13

衡量内存的主要参数：

存储容量14芯片15存储芯片的基本结构译码电路存储体读写电路读/写控制线地址线……数据线……片选线芯片容量1K×4位16K×1位8K×8位地址线（单向）数据线（双向）104141138模仿练习17问题存储器如何扩充？扩充的方法又有哪些呢？18

现有1K

×

4位存储芯片，如何组成1K

×

8位的存储器？DD••••D0479AA0•••1K×41K×4CSWE思考CPUDD••••D0479AA0•••CSWE19模仿练习用16K×4位存储芯片组成16K×8位的存储器，如何实现？分析：需要几片16K×4位的存储芯片？

画出连接图．20

1K

×

8位

1K

×

8位D7D0•••••••••••••••••WEA1A0•••A9CS0A10

1CS1

现有两片1K

×

8位存储芯片，能够组成多大的存储器？思考CPU2121模仿练习用16K×８位存储芯片组成64K×8位的存储器，如何实现？分析：需要几片16K×８位的存储芯片？

画出连接图．22用16K×8位芯片组成的存储器64K×8位的存储器23芯片地址码地址范围A19…A11A10A9A8A7…A4A3…A01K×8（1）00000H...003FFH2K×8（2）00400H...007FFHA9A8A7…A4A3…A0000…00…0111…11…1........................000…00…0111…11…1........................A100...01...1XXXXXX...XXXXXXXXXXXX...XXXXXX00000H...003FFH00400H...007FFH内存地址空间分配24图4.61K*4扩展成2K*8M/IOWRA0~A9D7~D4CSWE2114

(1)A0~A9D3~D0CSWE2114

(1)A0~A9D7~D4CSWE2114

(2)A0~A9D3~D0CSWE2114

(2)2:4译码器A11A10A0~A9D7~D010某计算机有地址线18位，数据线8位，现选用4K×4位的静态RAM芯片组成该机的内存，问1、该机允许的最大内存空间多大？2、若设定基本的芯片模块容量为32K×8，该机共需几个这样的模块？3、每个模块内包含多少个4K×4位的RAM芯片？4、主存共需多少个RAM芯片？CPU如何选择这些模块？

256KB816128CPU选择各模块的方法是：地址线A14－A0为模块内连接，地址线A17，A16，A15通过一个38译码器，其输出端作为8个模块的片选端261K×41K×41K×41K×41K×41K×41K×41K×4用几片1K

×

4位存储芯片组成4K

×

8位的存储器讨论先位扩展再字扩展？先字扩展再位扩展？27281K×41K×41K×41K×41K×41K×41K×41K×4用几片1K

×

4位存储芯片组成4K

×

8位的存储器8根数据线12根地址线WEA8A9A0...D7D0……A11A10CS0CS1CS2CS3片选译码................29用16K×1位的存储芯片组成64K×8位的存储器

32片8片16K×1位8片16K×1位8片16K×1位8片16K×1位例：假设CPU有16根地址线，8根数据线，现有下列存储芯片：1K*4位RAM，4K*8位RAM，8K*8位RAM，2K*8位ROM，4K*8位ROM，8K*8位ROM及74LS138译码器和各种门电路，画出CPU与存储器的连接图。要求：

1.主存地址空间分配

6000H~67FFH为系统程序区

6800H~6BFFH为用户程序区

2.合理选用上述存储芯片，说明各选几片？

3.详细画出存储器芯片的片选逻辑图。30解：第一步：将地址范围写成二进制代码，并确定其总容量

A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A00110000000000000

……

……

……01100111111111110110100000000000

……

……

……0110101111111111系统程序区2K*8用户程序区1K*8第二步：根据地址范围的容量及该范围在计算机中的应用，选择存储芯片由6000H~67FFH为系统程序区，为2K*8位，应选择一片2K*8位ROM

由6800H~6BFFH为用户程序区，为1K*8位，应选择两片1K*4位RAM第三步：分配CPU的地址线将CPU的低11位地址线A10~A0与2K*8位的ROM地址线相连，将CPU的低10位地址线A9~A0与1K*4位的RAM地址线相连，剩下的高位地址与访存控制信号共同产生存储芯片的片选信号。第四步：由题给出的74LS138译码器的输入逻辑关系可知，必须保证G1为高电平，G2A、G2B为低电平才能使译码器工作。

A15为低，连接到G2A上，A14为高，连接到G1上，MREQ

为低，连接到G2B上。保证了三个控制端的要求

A13、A12、A11连接到C、B、A上。输出Y4有效时，选中一片ROM；Y5有效时，同时A10有效为低电平，选中两片

RAM。读出时低电平有效，RAM的