存储器与CPU的连接.ppt

文档介绍：存储器与CPU的连接
数据线
IO/M
高位地址
CPU
(子系统)
WR
低位地址
RAM
CS
WE
芯片地址
ROM
CS
芯片地址
译
码
器
AB
DB
存储器与CPU连接应考虑的问题

RAM最大的特点是其存储的信息可以在程序中用读/写指令随机读写,但掉电时信息丢失。所以RAM一般用于存储用户的调试程序(或程序存储器中的用户区)、程序的中间运算结果及掉电时无需保护(存)的I/O数据及参数等。
ROM中的内容掉电不易失,但不能随机写入,故一般用于存储系统程序(监控程序)和无需在线修改的参数等。

通常CPU总线的直流负载能力(也称驱动能力)为一个TTL器件或20个MOS器件。因存储器基本上是MOS电路,直流负载很小,所以在小型系统中CPU可直接与存储器芯片连接。
而当CPU总线上需挂接的器件超过上述负载时,就应考虑在其总线与挂接的器件间加接缓冲器或驱动器,以增加CPU的负载能力。常用的驱动器和缓冲器有单向的74LS244以及Intel8282、8283等,用于单向传输的地址总线和控制总线的驱动;对双向传输的数据总线通常采用数据收发器74LS245或Intel8286、8287等实现驱动。

内存通常分为RAM和ROM两大部分,而RAM又分为系统区(即机器的监控程序或操作系统占用的区域)和用户区,所以内存的地址分配是一个重要的问题。
存储器芯片单片的容量有限,由多片存储器芯片组成一个存储器系统,要求正确解决片选问题。

CPU在取指令和读写操作、存储器芯片读/写都有相应的固定时序。
选用存储芯片时,必须考虑它的存取时间与CPU的固定时序之间的匹配问题,即时序配合问题。
存储器容量的扩充
当一片存储器芯片的容量不能满足系统要求时,需多片组合以扩充位数或单元数。这就是所谓的存储器容量扩充。
字扩充:扩充存储器的存储单元,如果把存储器视为一个矩阵,这字扩充就是行扩充
位扩充:扩充存储器的一个单元的位数,也就是矩阵的列扩充。
下面以SRAM 6264为例说明存储器容量扩充的方法,ROM的处理方法与之相同。
(并联)扩充
用2片8K×8位的6264扩充形成8K×16位的芯片组:
除了数据线外,对应相连
(串联)扩充
用4片8K×8位芯片6264构成32K×8位的存储芯片组:
这32K单元的地址范围在4个芯片中的分配如下表所示:
4片存储器内部的地址(A12~A0)都是相同(重复)的,但增加了A14、A13后,它们对外的地址就是连续(不重复)的了,故称地址线A12~A0实现片内寻址,A14、A13实现片间寻址。
再扩充单元数:将这8个芯片组组合成8K×8位存储区。显然,8K存储单元需要13根地址线(213=8K),比原来每片的10根地址线多了3根,可用3-8译码器芯片74LS138
(串并联)扩充
当存储器的位数和单元数都需要扩充时,如用16片1K×4位芯片构成8K×8位存储区:
先扩充位数:每2个芯片(2×4位=8位)一组,构成8个1K×8位芯片组;