计算机组成原理第4章习题指导

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1、计算机组成原理第4章习题第4章存储器例4.1设CPU有16根地址线，8根数据线，并用MREQ作访存控制信号（低电平有效），用WR作读/写控制信号（高电平为读，低电平为写）。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，如图4.1所示。画出CPU与存储器的连接图，要求GY71G2AY6G1、G2A、G2B,为控制端G2BCC、B、A为变量输入端BY0…Y7为变量输出端AY074138译码器1&&图4.1译码器和门电路①主存地址空间分配：6000H～67FFH

2、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详细画出存储芯片的片选逻辑图。解：第一步，先将16进制地址范围写成二进制地址码，并确定其总容量。AAAAAAAAAAAAAAAA15141312111098765432100110000000000000系统程序区??01100111111111112K×8位0110100000000000用户程序区??1K×8位0110101111111111第二步，根据地址范围的容量以及该范围在计算机系统中的作用，选择存储芯片。根据6000H～67FFH为系统程序区的范围，应选1片2K×8位

3、的ROM，若选4K×8位或8K×8位的ROM，都超出了2K×8位的系统程序区范围。1计算机组成原理第4章习题根据6800H～6BFFH为用户程序区的范围，选2片1K×4位的RAM芯片正好满足1K×8位的用户程序区要求。第三步，分配CPU的地址线。将CPU的低11位地址A10～A0与2K×8位的ROM地址线相连；将CPU的低10位地址A9～A0与2片1K×4位的RAM地址线相连。剩下的高位地址与访存控制信号MREQ共同产生存储芯片的片选信号。第四步，片选信号的形成。由图4.36给出的74138译码器输入逻辑关系可知，必须保证控制端G1为高，G2A与G2B为低，才能使译码

4、器正常工作。根据第一步写出的存储器地址范围得出，A15始终为低，A14始终为高，它们正好可分别与译码器的G2A（低）和G1（高）对应。而访存控制信号MREQ（低电平有效）又正好可与G2B（低）对应。剩下的A13、A12、A11可分别接到译码器的C、B、A输入端。其输出Y4有效时，选中1片ROM；Y5与A10同时有效均为低电平时，与门输出选2片RAM，如图4.2所示。图中ROM芯片的PD/progr端接地，以确保在读出时低电平有效。RAM芯片的读/写控制端与CPU的读/写命令端WR相连。ROM的8根数据线直接与CPU的8根数据线相连，2片RAM的数据线分别与CPU数据总

5、线的高4位和低4位相连。A14G1Y5A15&G2AG2BMREQA13Y4CA12BA11AA10A9A0A10A0A9A0A9A0PD/progr2K8位1K4位1K4位ROMRAMRAMD7D0D7D4D3D0D7D4D3D0WR图4.2例4.1CPU与存储芯片的连接图2计算机组成原理第4章习题例4.2CPU及其它芯片假设同上题，画出CPU与存储器的连接图。要求主存的地址空间满足下述条件：最小8K地址为系统程序区，与其相邻的16K地址为用户程序区，最大4K地址空间为系统程序工作区。详细画出存储芯片的片选逻辑并指出存储芯片的种类及片数。解：第一步，根据题目的地址范

6、围写出相应的二进制地址码。AAAAAAAAAAAAAAAA15141312111098765432100000000000000000最小8K×8位??0001111111111111系统程序区0010000000000000??相邻16K×800111111111111110100000000000000位用户程序区??01011111111111111111000000000000最大4K×8位??系统程序工作1111111111111111第二步，根据地址范围的容量及其在计算机系统中的作用，确定最小8K系统程序区选1片8K×8位ROM；与其相邻的16K用户程序区

7、选2片8K×8位RAM；最大4K系统程序工作区选1片4K×8位RAM。第三步，分配CPU地址线。将CPU的低13位地址线A12～A0与1片8K×8位ROM和两片8K×8位RAM的地址线相连；将CPU的低12位地址线A11～A0与1片4K×8位RAM的地址线相连。第四步，形成片选信号。将74138译码器的控制端G1接+5V，G2A和G2B接MREQ，以保证译码器正常工作。CPU的A15A14A13分别接在译码器的C、B、A端，作为变量输入，则其输出Y0、Y1、Y2分别作ROM、RAM1和RAM2的片选信号。此外，根据题意，最大4K地址范围的A12为高，