第6章半导体存储器(2).ppt

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1、6.4存储器的扩展6.4.1存储芯片的扩展存储器的扩展主要解决两个问题：一个是如何用容量较小、字长较短的芯片，组成微机系统所需的存储器；另一个是存储器如何与CPU的连接。1.存储芯片的扩展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，需要对每个存储单元的位数进行扩展。扩展的方法是将每片的地址线、控制线并联，数据线分别引出。其位扩展特点是存储器的单元数不变，位数增加。下图6.14给出了使用8片8K1位的RAM芯片通过位扩展构成8K8位的存储器系统的连线图。图6

2、.14用8K1位芯片组成8K8位的存储器(2)字扩展字扩展是指存储芯片的位数满足要求而字(单元)数不够，需要对存储单元数进行扩展。扩展的原则是将每个芯片的地址线、数据线、控制线并联，仅片选端分别引出，以实现每个芯片占据不同的地址范围。下图6.18给出了用4个16K8位芯片经字扩展构成一个64K8位存储器系统的连接方法。图6.15有16K8位芯片组成64K8位的存储器(3)字位同时扩展字位同时扩展是指存储芯片的位数和字数都不满足要求，需要对位数和字数同时进行扩展。扩展的方法是线进行位扩展，即组成一个满足位数要求的存储芯片组，再

3、用这个芯片组进行字扩展，以构成一个既满足位数又满足字数的存储器。图6.16给出了用2114(1K4)RAM芯片构成4K8存储器的连接方法。I/O1～I/O4RAM12114A9～A02-4译码器A11A10D3～D0A9～A0RAM12114I/O1～I/O4WECSWECSI/O1～I/O4RAM22114A9～A0A9～A0RAM22114I/O1～I/O4WECSWECSI/O1～I/O4RAM32114A9～A0A9～A0RAM32114I/O1～I/O4WECSWECSI/O1～I/O4RAM42114A9～A0A9～A0

4、RAM42114I/O1～I/O4WECSWECSD7～D4WRA9～A0图6.16字位同时扩展连接图扩展存储器所需存储芯片的数量计算：若用一个容量为mK×n位的存储芯片构成容量为MK×N位（假设M＞m，N＞n，即需字位同时扩展）的存储器，则这个存储器所需要的存储芯片数为:(M／m)×(N／n)对于位扩展：因为M＝m，N＞n，则所需芯片数为N／n；对于字扩展：因为N＝n，M＞m，则所需芯片数为M／m。2.存储器与CPU的连接扩展的存储器与CPU的连接实际上就是与三总线中相关信号的连接。1）存储器与控制总线的连接在控制总线中，与存储器相连

5、的信号为数不多，如8086/8088最小方式下的M/IO(8088为IO/M)、RD和WR，最大方式下的MRDC、MWTC、IORC和IOWC等，连接非常方便，有时这些控制线(如M/IO)也与地址线一同参与地址译码，生成片选信号。2）存储器与数据总线的连接对于不同型号的CPU，数据总线的数目不一定相同，连接时要特别注意。8086CPU的数据总线有16根，其中高8位数据线D15D8接存储器的高位库(奇地址库)，低8位数据线D7D0接存储器的低位库(偶地址库)，根据BHE(选择奇地址库)和A0(选择偶地址库)的不同状态组合决定对存储器做

6、字操作还是字节操作。请参考教材P229图6.20。8位机和8088CPU的数据总线有8根，存储器为单一存储体组织，没有高低位库之分，故数据线的连接较简单。OEWECEA10A06116D7D0OEWECEA10A06116D7D0D7D0D15D8A11A1RDWRA0BHE3）存储器与地址总线的连接对于字扩展和字位同时扩展的存储器与地址总线的连接分为低位地址线的连接和高位地址线的连接。低位地址线的连接较简单，直接和存储芯片的地址信号连接作为片内地址译码，而高位地址线的连接主要用来产生选片信号（称为片间地址译码），以决定每

7、个存储芯片在整个存储单元中的地址范围，避免各芯片地址空间的重叠。片间地址译码一般有线选法和译码法两种。⑴线选法所谓线选法就是直接将某一高位地址线与某个存储芯片片选端连接。这种方法的特点是简单明了,且不需要另外增加电路。但存储芯片的地址范围有重叠,且对存储空间的使用是断续的,不能充分有效地利用存储空间,扩从存储容量受限。⑵译码法所谓译码法就是使用译码电路将高位地址进行译码，以其译码输出作为存储芯片的片选信号。其特点是连接复杂，但能有效地利用存储空间。译码电路可以使用现有的译码器芯片。常用的译码芯片有：74LS139（双2-4译码器）和74

8、LS138（3-8译码器）等。12345678910111213141516ABCVCC2AG2BGG17YGND0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y图6.1874LS138引脚及逻辑符号ABC2AG2BGG17Y