❶ 什麼是多模塊存儲器的低位交叉編址方式低位交叉編址如何提高存儲性能
3.4.2多模塊交叉存儲器
1.存儲器的模塊化組織
一個由若干個模塊組成的主存儲器是線性編址的。
這些地址在各模塊有兩種安排方式:一種是順序方式,一種是交叉方式。
順序方式:某個模塊進行存取時,其他模塊不工作,某一模塊出現故障時,其他模塊可以照常工作,
通過增添模塊來擴充存儲器容量比較方便。但各模塊串列工作,存儲器的帶寬受到了限制。
交叉方式:地址碼的低位欄位經過解碼選擇不同的模塊,而高位欄位指向相應模塊內的存儲字。連續
地址分布在相鄰的不同模塊內,同一個模塊內的地址都是不連續的。對連續字的成塊傳送可實現多模塊
流水式並行存取,大大提高存儲器的帶寬。
2.多模塊交叉存儲器的基本結構
四模塊交叉存儲器結構框圖演示
每個模塊各自以等同的方式與CPU傳送信息。CPU同時訪問四個模塊,由存儲器控制部件控制它們分時
使用數據匯流排進行信息傳遞。這是一種並行存儲器結構。
下面做定量分析:我們認為模塊字長等於數據匯流排寬度,模塊存取一個字的存儲周期為T,匯流排傳送周期為τ,存儲器的交叉模塊數為m,為了實現流水線方式存取,應當滿足
T=mτ (m=T/τ稱為交叉存取度)
交叉存儲器要求其模塊數必須大於或等於m,以保證啟動某模塊後經mτ時間再次啟動該模塊時,它的上次存取操作已經完成。這樣,連續讀取m 個字所需的時間為
t1=T+(m-1)τ
而順序方式存儲器連續讀取m個字所需時間為t2=mT.交叉存儲器的帶寬確實大大提高了。
m=4的流水線方式存取示意圖如下
圖3.31流水線方式存取示意圖
【例4】 設存儲器容量為32字,字長64位,模塊數m=4,分別用順序方式和交叉方式進行組織。存儲周期
T=200ns,數據匯流排寬度為64位,匯流排傳送周期τ=50ns。問順序存儲器和交叉存儲器的帶寬各是多少?
【解】
順序存儲器和交叉存儲器連續讀出m=4個字的信息總量都是:
q=64位×4=256位
順序存儲器和交叉存儲器連續讀出4個字所需的時間分別是:
t2=mT=4×200ns=800ns=8×10-7s;
t1=T+(m-1)=200ns+30ns=350ns=35×10-7s
順序存儲器和交叉存儲器的帶寬分別是:
W2=q/t2=256÷(8×10-7)=32×107[位/s];
W1=q/t1=256÷(35×10-7)=73×107[位/s]
3.二模塊交叉存儲器舉例
二模塊交叉存儲器方框圖演示
DRAM存儲器讀/寫周期時,在行選通信號RAS有效下輸入行地址,在列選通信號CAS有效下輸入列地址。
如果是讀周期,此位組內容被讀出;如果是寫周期,將匯流排上數據寫入此位組。刷新周期是在RAS有效下
輸入刷新地址,此地址指示的一行所有存儲元全部被再生。A20—A3的18位地址用於模塊中256K個存儲字
的選擇。A2用模塊選擇 ,連續的存儲字交錯分布在兩個模塊上,偶地址在模塊0,奇地址在模塊1。
DRAM存儲器需要逐行定時刷新,而且,DRAM晶元的讀出是一種破壞性讀出,因此在讀取之後要立即按讀
出信息予以充電再生。 這樣,若CPU先後兩次讀取的存儲字使用同一RAS選通信號的話,CPU在接收到第一
個存儲字之後必須插入等待狀態,直至前一存儲字再生完畢才開始第二個存儲字的讀取。
無等待狀態成塊存取示意圖演示
由於採用m=2的交叉存取度的成塊傳送,兩個連續地址字的讀取之間不必插入等待狀態(零等待存取)。
❷ 多體交叉存儲器
地址順序存放(一個體存滿後,再存入下一個體),故又有順序存儲之稱。高位地址可表示體號,低位地址為體內地址。
高位地址:又稱片選地址
串列工作:並沒有提高訪問速度,一個一個訪問,讀m個字仍需 m個周期時間
設存儲周期為 T ,匯流排傳送周期為 t ,交叉模數為m。
1、一個4體並行低位交叉存儲器,每個模塊的容量是64K×32位,存取周期為200ns,在以下說法中,( )是正確的。
A. 在200ns內,存儲器能向CPU提供256位二進制信息
B. 在200ns內,存儲器能向CPU提供128位二進制信息
C. 在50ns內,每個模塊能向CPU提供32位二進制信息
D. 都不對
解:對CPU來說,它可以在一個存取周期內連續訪問4個模塊,32位×4=128位。本題答案為B
2、採用4體並行低位交叉存儲器,每個模塊的容量是32K×16位,存取周期為400ns,在以下說法中, 是正確的。
A. 在0.1µs內,存儲器能向CPU提供 2 6 位二進制信息
B. 在0.1µs內,存儲器能向CPU提供 1 6 位二進制信息
C. 在0.4µs內,存儲器能向CPU提供 2 6 位二進制信息
D. 都不對
解:400ns=0.4µs,16位×4=64位= 2 6 位。本題答案為C
3、多體並行方式有兩種,其中高位交叉編址的多體存儲器中,程序 ① 存放,而低位交叉編址的多體存儲器中,程序 ② 。
解:本題答案為:① 按體內地址順序 ② 連續存放在相鄰體中。
採用多體交叉存儲器時,主要由地址的低位部分來選擇各個存儲體。
採用多體交叉存儲器時,當連續訪問的存儲單元位於不同的存儲體時可獲得較高的存取速度。
有M個存儲體的低位交叉編址的多體存儲器是採用模M編址方式
4、為了通過交叉訪問提高存儲系的訪問速率,必須滿足
5、一個4體低位交叉的存儲器,假設存取周期為T,CPU每隔1/4存取周期啟動一個存儲體,試問依次訪問64個字需多少個存取周期?
答:
本題中,只有訪問第一個字需一個存取周期,從第二個字開始,每隔1/4存取周期即可訪問一個字,因此,依次訪問64個字需:
存取周期個數 =(64-1)×(1/4)T+T =(63/4+1)T =15.75+1 =16.75T
❸ 設某主存儲器訪問一次存儲器的時間如下
(1)單字寬主存,讀寫周期=1+4+1=6個時鍾周期,16個字共需16*6=96個時鍾周期
(2)4字寬主存一次可讀寫4字,16個字需要四次,但最後一次讀出還需要增加3個時鍾周期才能將數據送到CPU,總共需要6*4+3=27個周期
(3)4體交叉存儲,每個體訪問四次,最後再加上3個時鍾傳輸數據,總共需要6*4+3=27個時鍾周期
❹ 關於計算機組成原理的交叉存儲器問題
低位交叉多體並行存儲器的特點 :每個模塊都有相同的容量和存取速度。其實就是從每個模塊讀取一個字是並行的,而從一個模塊繼續讀取下一個字,才有時間間隔,這也就是為什麼它的帶寬比順序存取大。總而言之,模塊間並行,模塊內部串列。
❺ 四體低位交叉存儲器
地位交叉存儲器是並行輸出的,即連續讀取4個字只需要一個存儲周期,傳送這四個字需要四個匯流排傳送周期,而第一個字在存儲周期內已經送到匯流排上並由匯流排傳送了,而另外3個字則需要在存儲周期結束後再等3個匯流排周期故200+3*50
❻ 關於存低位交叉存儲的問題請教 版主
題目求的是最大帶寬,應該考慮最好的情況。最好的情況就是所有的存儲周期都是50ns。
❼ 2008年嵌入式系統設計師下午題
順序方式:某個模塊進行存取時,其他模塊不工作,某一模塊出現故障時,其他模塊可以照常工作,通過增添模塊來擴充存儲器容量比較方便。但各模塊串列工作,存儲器的帶寬受到了限制。
交叉方式:地址碼的低位欄位經過解碼選擇不同的模塊,而高位欄位指向相應模塊內的存儲字。連續地址分布在相鄰的不同模塊內,同一個模塊內的地址都是不連續的。對連續字的成塊傳送可實現多模塊流水式並行存取,大大提高存儲器的帶寬。
答案:順序存儲器和交叉存儲器連續讀出m=4個字的信息總量都是:
q=32位×4=128位
順序存儲器和交叉存儲器連續讀出4個字所需的時間分別是:
t2=mT=4×200ns=800ns=8×10-7s
t1=T+(m-1)=200ns+30ns=350ns=3.5×10-7s�
順序存儲器和交叉存儲器的帶寬分別是:
W2=q/t2=128÷(8×10-7)=16×107〔位/s〕
W1=q/t1=128÷(3.5×10-7)=36.5×107〔位/s〕
參考:http://www.jju.e.cn/jsj/download/jsjzc/lljx/3_4_2.html
❽ 計算機帶寬問題
信息總量: q = 64位 ×4 =256位
順序存儲器和交叉存儲器讀出4個字的時間分別是:
t2 = m T = 4×200ns =8×10 –7 (s)
t1 = T + (m – 1)τ = 200 + 3×50 = 3.5 ×10 –7 (s)
順序存儲器帶寬是:
W1 = q / t2 = 32 ×107 (位/ S)
交叉存儲器帶寬是:
W2 = q / t1 = 73 ×107 (位/ S)
❾ 計算機組成原理題目
1.A.浮點 B.指數 C.對階
2.A.並行 B.空間並行 C.時間並行
3.A.先進後出 B.寄存器 C.存儲器
4.A.資源 B.數據 C.控制
5.A.優先順序 B.公平 C.匯流排控制
6.A.刷新 B.顯示 C.顯示 D.圖形
二.(1)證:當x≥0時,x0=0,
[x]補=0. x1x2…xn =xi2-i = x
當x<0時,x0=1,
[x]補=1. x1x2…xn=2+x
x=1. x1x2…xn-2= -1+0. x1x2…xn= -1+xi2-i
綜合上述兩種情況,可得出:x= -x0 +xi2-i
(2)證:因為 x= -x0+ xi2-i ,所以
x/2= -x0/2 + (xi2-i)/2=-x0+ x0/2 + (xi2-i)/2=-x0+xi2-(i+1)
根據補碼與真值的關系則有:[x/2]補= x0. x0x1x2…xn
由此可見,如果要得到[2-i x]補,只要將[x]補連同符號位右移i位即可。
三.解:根據給定條件,所設計的8位字長定點補碼運算器如圖A2.3所示。
2片74181ALU組成8位字長的通用ALU部件,以實現加、減運算和多種邏輯操作。4片74LS374組成了四個通用寄存器R0-R3,該器件輸出帶有三態門控制,從而使R0-R3的輸出可以連接在一起組成匯流排ABUS。2片74LS373可用作兩個8位暫存器(A和B),以便將匯流排ABUS上的數據分時接收到其中以進行+、-、×、÷及邏輯運算。由於加減法、邏輯運算與乘法或除法是互斥性的操作(進行加減和邏輯運算時不能進行乘法或除法,反之亦然),所以暫存器A和B可以公用,即進行乘除法時輸入數據可取自A和B。
部件ALU,MUL和DIV的輸出需加三態輸出緩沖器後才能接到匯流排ABUS上。其中MUL輸出應為雙字長,但為了保持8位字長一致,可作近似處理(截去低8位字長)。
BBUS匯流排的輸出可以送入R0-R3任何一個通用寄存器。
BBUS
M→BBUS ALU→BBUS D→BBUS
S0 M
S1 ALU
S2 +1
S3
A B A B A B
G→A G→B
ABUS
LDR0 LDR1 LDR2 LDR3
圖A2.3
四.解:存儲器和交叉存儲器連續讀出m=4個字的信息總量都是
q = 64位 × 4 =256位
順序存儲器和交叉存儲器連續讀出4個字所需的時間分別是
t2 = mT = 4 × 200ns =800ns = 8 × 10 -7 (S)
t1 = T + (m–1)t =200ns + 3×50ns = 350ns = 3.5 × 10-7 (S)
順序存儲器帶寬 W2 = q/t2 = 256 / (8×10-7 ) = 32 × 107 (位/S)
交叉存儲器帶寬 W1 = q/t1 = 256 / (3.5×10-7 ) = 73 × 107 (位/S)
不知道正確不正確
❿ 4體低位交叉存儲器每隔1/4周期啟動一個存儲體,訪問64個字需要多少周期
4體低位交叉的存儲器的匯流排傳輸周期為τ,τ=T/4,依次訪問64個字所需時間為:
t=T+(64-1) τ=T+63T/4=16.75T
課後答案,你能看懂不。