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存储器扩展的三种线构成

发布时间: 2023-08-08 19:17:45

A. 微机原理总的存储器字扩展问题

存储芯片的扩展包括位扩展、字扩展和字位同时扩展等三种情况。

1、位扩展
位扩展是指存储芯片的字(单元)数满足要求而位数不够,需对每个存储单元的位数进行扩展。

例: 用 1K × 4 的 2114 芯片构成 lK × 8 的存储器系统。

分析: 每个芯片的容量为 1K ,满足存储器系统的容量要求。但由于每个芯片只能提供 4 位数据,故需用 2 片这样的芯片,它们分别提供 4 位数据至系统的数据总线,以满足存储器系统的字长要求。

设计要点 :
(1) 将每个芯片的 10 位(1k=2^10)地址线按引脚名称一一并联,按次序逐根接至系统地址总线的低 10 位。
(2) 数据线则按芯片编号连接,1 号芯片的 4 位数据线依次接至系统数据总线的 D0 -D3 , 2 号芯片的 4 位数据线依次接至系统数据总线的 D4 -D7 。
(3) 两个芯片的 端并在一起后接至系统控制总线的存储器写信号(如 CPU 为 8086/8088,也可由 和 /M 或 IO / 组合来承担)
(4) 引脚分别并联后接至地址译码器的输出,而地址译码器的输入则由系统地址总线的高位来承担。

当存储器工作时,系统根据高位地址的译码同时选中两个芯片,而地址码的低位也同时到达每一个芯片,从而选中它们的同一个单元。在读/写信号的作用下,两个芯片的数据同时读出,送上系统数据总线,产生一个字节的输出,或者同时将来自数据总线上的字节数据写入存储器。

2 、字扩充

字扩展用于存储芯片的位数满足要求而字数不够的情况,是对存储单元数量的扩展。

例 : 用 2K × 8 的 2716 A存储器芯片组成 8K × 8 的存储器系统

分析:
由于每个芯片的字长为 8 位,故满足存储器系统的字长要求。但由于每个芯片只能提供 2K 个存储单元,故需用 4 片这样的芯片,以满足存储器系统的容量要求。
设计要点 : 同位扩充方式相似。
(1) 先将每个芯片的 11(2* 2^10) 位地址线按引脚名称一一并联,然后按次序逐根接至系统地址总线的低 11 位。
(2) 将每个芯片的 8 位数据线依次接至系统数据总线的 D0 -D7 。
(3) 两个芯片的 端并在一起后接至系统控制总线的存储器读信号(这样连接的原因同位扩充方式),
(4) 它们的 引脚分别接至地址译码器的不同输出,地址译码器的输入则由系统地址总线的高位来承担。
当存储器工作时,根据高位地址的不同,系统通过译码器分别选中不同的芯片,低位地址码则同时到达每一个芯片,选中它们的相应单元。在读信号的作用下,选中芯片的数据被读出,送上系统数据总线,产生一个字节的输出。

3 、同时进行位扩充与字扩充
存储器芯片的字长和容量均不符合存储器系统的要求,需要用多片这样的芯片同时进行位扩充和字扩充,以满足系统的要求。
例 : 用 1K × 4 的 2114 芯片组成 2K × 8 的存储器系统

分析: 由于芯片的字长为 4 位,因此首先需用采用位扩充的方法,用两片芯片组成 1K × 8 的存储器。再采用字扩充的方法来扩充容量,使用两组经过上述位扩充的芯片组来完成。
设计要点 : 每个芯片的 10 根地址信号引脚宜接接至系统地址总线的低 10 位,每组两个芯片的 4 位数据线分别接至系统数据总线的高 / 低四位。地址码的 A 10 、 A 11 经译码后的输出,分别作为两组芯片的片选信号,每个芯片的 控制端直接接到 CPU 的读 / 写控制端上,以实现对存储器的读 / 写控制。
当存储器工作时,根据高位地址的不同,系统通过译码器分别选中不同的芯片组,低位地址码则同时到达每一个芯片组,选中它们的相应单元。在读 / 写信号的作用下,选中芯片组的数据被读出,送上系统数据总线,产生一个字节的输出,或者将来自数据总线上的字节数据写入芯片组。

B. 计算机组成原理的问,速度,速度,求救

可能楼主已经熟知预备知识,但为了楼主全面了解我的解题思路,仍然建议先看【预备知识】。
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【预备知识】
由于内存由【整数个】芯片构成,所以【内存的字长】一定是【单芯片字长】的整数倍。
所以是一个个芯片的存储量构成了整个内存的总存储量。
【内存由多个芯片构成】称为【扩展】(即将多个芯片拼成、扩展成整个内存)
其中一种扩展方式为【位扩展】(见问题二)。
芯片中的8K × 4b 的意义是:它有8K个芯片字(见注释①),
每个芯片字长(见注释②)4b( b就是二进制位bit )。
∵ 8K = 2^13 ∴由13根地址线来编址(即定位到某个单元),原因请参见【数学上的排列】
<注释>
①字:【字】就是【单元】的意思。芯片及多芯片构成的内存都是分一个个单元的。
每个单元都是有编号的——称为地址,比如0x0001这个地址对应一个【字】或【单元】。
芯片字就是指一个芯片的单元数。
②字长:一个单元有几个二进制位。所以8K × 4b 中的 4b 就是一个单元有4位的意思。
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【问题一:为什么需要要8快芯片】
从存储量上来看,一个存储芯片的存储量是8K × 4位 = 32kb
而现在需要构成 32KB 的存储量
因为 1B = 8b (1字节=8位) 所以 32KB = 32K×8b 的存储量
用除法可得需要的芯片数:【总32K×8b】 ÷ 【每个芯片有32kb】= 8个芯片。
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【问题二:位扩展是怎么确定的】
位扩展:它加长了【内存字的位数】或【内存字的长度】
比如原来的内存只有一个芯片,内存字长就是芯片字长:为8位,
现在用两片芯片并起,可以让一个内存字变成16位。
即内存字从1个芯片字(4位)扩展成2个芯片字(8位) 属于数据位扩展,即位扩展。
位扩展的方法是:
【将另一个芯片前13根线(地址线)串连,后2根线(数据线)与第一个芯片的后2根线(数据线)并接】
即可实现13根地址线(见注释③)可读到两个芯片单元:8位。
(扩展前是13根地址线读到一个芯片单元:4位)
一共用了13根地址线 + 8个数据线 = 21根线。
<注释>
③ 预备知识中已经说到,这个内存由13根地址线来定一个内存字。原因请参见【数学上的排列】
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该问题较抽象,为尽量保证楼主了解全面,所以补充了一些未提到的问题(比如用到几根线)
若楼主若有任何疑问,请追问 。

C. 存储器的容量扩展的连接方式和扩展后的地址范围

容量扩展主要有两种方式,并位和串位,举个例子,有个2KB的存储器,我再扩展个2KB的存储器,如果是并位扩展方式,地址范围还是2k的空间,不过每次读出的是16bit;如果是串位方式,则直接扩展成4KB,有4k的地址范围,每次读出8bit,不知道你明白了没有?这个跟片选信号连接方式,以及地址、数据线连接方式有关.
一般来说是以Byte为读取单位,通常都是串行扩展,即地址线性扩展,2KB的空间,再增加2KB,一共就4KB的存储器,也是最常用的方式,地址线的高位通过译码电路构成片选信号,低位为每片的地址信号.
至于地址范围,跟你扩展的总空间容量有关,如果4KB的空间,需要地址线就是12条(0~11),关系是2的12次方为4K,同理,扩展后总空间为8KB的话,地址线就是13条(0~12)。

D. 计算机的内存是由_______、_______和_______三个部分构成。

计算机的内存是由随机存储器(RAM),只读存储器(ROM),以及高速缓存(CACHE)三部分构成。

内存是计算机中重要的部件之一,它是与CPU进行沟通的桥梁。计算机中所有程序的运行都是在内存中进行的,因此内存的性能对计算机的影响非常大。内存也被称为内存储器,其作用是用于暂时存放CPU中的运算数据,以及与硬盘等外部存储器交换的数据。

只要计算机在运行中,CPU就会把需要运算的数据调到内存中进行运算,当运算完成后CPU再将结果传送出来,内存的运行也决定了计算机的稳定运行。 内存是由内存芯片、电路板、金手指等部分组成的。

(4)存储器扩展的三种线构成扩展阅读:

内存一般采用半导体存储单元,包括随机存储器(RAM),只读存储器(ROM),以及高速缓存(CACHE)。只不过因为RAM是其中最重要的存储器。SDRAM同步动态随机存取存储器:SDRAM为168脚,这是目前PENTIUM及以上机型使用的内存。

SDRAM将CPU与RAM通过一个相同的时钟锁在一起,使CPU和RAM能够共享一个时钟周期,以相同的速度同步工作,每一个时钟脉冲的上升沿便开始传递数据,速度比EDO内存提高50%。

DDR(DOUBLE DATA RATE)RAM :SDRAM的更新换代产品,他允许在时钟脉冲的上升沿和下降沿传输数据,这样不需要提高时钟的频率就能加倍提高SDRAM的速度。

内存主频和CPU主频一样,习惯上被用来表示内存的速度,它代表着该内存所能达到的最高工作频率。内存主频是以MHz(兆赫)为单位来计量的。

内存主频越高在一定程度上代表着内存所能达到的速度越快。内存主频决定着该内存最高能在什么样的频率正常工作。目前较为主流的内存频率是800MHz的DDR2内存,以及一些内存频率更高的DDR3内存。