CPU与存储器的连接.ppt

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1、5-4CPU与存储器的连接【回顾】微型系统的系统总线结构及存储器组织。【本讲重点】按实际应用的需要，由不同规格、类型的存储器芯片，通过与系统总线的连接，构成存储器系统。微机系统的规模、应用场合不同，对存储器系统的容量、类型的要求也必不相同，一般情况下，需要用不同类型，不同规格的存储器芯片，通过适当的硬件连接，来构成所需要的存储器系统，这就是本节所需要讨论的内容。一、存储器芯片与CPU的连接1.引言在微型系统中，CPU对存储器进行读写操作，首先要由地址总线给出地址信号，选择要进行读/写操作的存储单元，然后通过控制总线发出相应的读/写控制信号，最后才能在数据总线上进行数据交换。所以，

2、存储器芯片与CPU之间的连接，实质上就是其与系统总线的连接，包括：•地址线的连接；•数据线的连接；•控制线的连接；在连接中要考虑的问题有以下几个方面：(1)控制线的连接：即如何用CPU的存储器读写信号同存储器芯片的控制信号线连接，以实现对存储器的读写操作。简单系统：CPU读写信号与存储器芯片的读写信号直接相连。复杂系统：CPU读写信号和其它信号组合后与存储器芯片的读写信号直接相连。CPU读信号最终和存储器的读信号相连，CPU写信号最终和存储器的写信号相连。(2)数据线的连接：若一个芯片内的存储单元是8位，则它自身就作为一组，其引脚D0～D7可以和系统数据总线D0～D7或D8～

3、D15直接相连。若一组芯片(4个或8个)才能组成8位存储单元的结构，则组内不同芯片应与不同的数据总线相连。61168086D7D0I/O8I/O12164(0)8086D7D0DIN(DOUT)2164(6)DIN(DOUT)2164(7)DIN(DOUT)D6存储器芯片与CPU的连接——存储器芯片分组位扩展(加大字长)[例]用8个16K×1bit芯片组成16K×8bit的存储器。……A0A13…D0D1D2D716K×1CSCSCSCSWEWEWEWE16K×1D0D1D2D7(3)地址线的连接：将用以“字选”的低位地址总线直接与存贮芯片的地址引脚相连，将用以“片选”的高位地址

4、总线送入译码器。27328086译码器A19~A12A11~A0A11~A061168086译码器A19~A11A10~A0A10~A0可以根据所选用的半导体存储器芯片地址线的多少，把CPU的地址线分为芯片外(指存储器芯片)地址和芯片内的地址，片外地址经地址译码器译码后输出。作为存储器芯片的片选信号，用来选中CPU所要访问的存储器芯片。片内地址线直接接到所要访问的存储器芯片的地址引脚，用来直接选中该芯片中的一个存储单元。对4K×8b的2732而言，片外地址线为A19～A12，片内地址线为A11～A0；对2K×8b的6116而言，片外地址线为A19～A11，片内地址线为A10～A0

5、。字扩展(扩大地址)CSWECSWECSWECSWE16K×416K×416K×416K×4…A0A13………WED0D1D2D3译码器A14A15123D0~D3D0~D3D0~D3D0~D32.CPU总线的负载能力在设计CPU芯片时，一般考虑其输出线的直流负载能力为带一个TTL负载。现在的存储器一般都为MOS电路，直流负载很小，主要的负载是电容负载，故在小型系统中，CPU是可以直接与存储器相连的，而较大的系统中，若CPU的负载能力不能满足要求，可以（就要考虑CPU能否带得动，需要时就要加上缓冲器，）由缓冲器的输出再带负载。3.CPU的时序和存储器的存取速度之间的配合问题CPU

6、在取指和存储器读或写操作时，是有固定时序的，用户要根据这些来确定对存储器存取速度的要求，或在存储器已经确定的情况下，考虑是否需要Tw周期，以及如何实现。4.存储器的地址分配和片选问题内存通常分为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，用户区又要分成数据区和程序区，ROM的分配也类似，所以内存的地址分配是一个重要的问题。另外，目前生产的存储器芯片，单片的容量仍然是有限的，通常总是要由许多片才能组成一个存储器，这里就有一个如何产生片选信号的问题。组成一个存储系统通常是由多个存储芯片组成CPU每次访问内存只能对一个存储单元进行读或写

7、，这个单元位于某个芯片中或一组芯片中。因此，首先要找到这个或这组芯片，这就是所谓的片选问题。换句话说，就是每当CPU访问内存，如何产生相应芯片的片选信号。指定一个存贮单元是由CPU给出的地址来决定的，硬件寻址的方法是将地址总线分成两部分。一部分直接送入芯片进行“片内地址译码”，确定片内单元的位置；另一部分送入译码器进行“片外地址译码”产生片选信号。通常我们有三种片选方法：线选法、全译码法、部分译码法。线选法在剩余的高位地址总线中，任选一位作为片选信号直接与存贮芯片的CS引脚相连，