计算机组成原理_存储子系统-3-半导体存储器的组织逻辑.ppt

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1、4.3半导体存储器4.3.1存储器的设计原则存储器通常有:RAM型设计存储器时,要考虑以下因素:ROM型RAM+ROM混合型(1)接口协议的匹配物理特性、功能规范、电平特性、时序逻辑等等。1/20地址空间、位宽、工作频率、电压等(2)存储芯片（颗粒）选择失电后保存信息：SRAM或ROM芯片运行期存储信息：DRAM芯片存储器指标→选择存储芯片(技术规格)(3)存储器的地址分配与地址译码(4)芯片的布局和排线地址线、数据线、片选、R/W控制线等。芯片内部地址、芯片选择信号2/204.3.2半导体存储器逻辑设计需解决：芯片的选用、片内地址分配与片选逻辑、信号线的连接。3/

2、20内存颗粒1内存颗粒2内存颗粒3内存颗粒464位地址码64位数据码1、如何选用芯片？2、芯片地址分配与片选逻辑？3、线路的连接、布局？（技术规格、数量）在已知内存总容量和内存颗粒规格情况下：对于如下的内存结构示意图：4/20[例1]用2114（1K×4）SRAM芯片组成容量为4K×8的存储器。地址总线A15～A0（低）,双向数据总线D7～D0（低）,读/写信号线R/W。请给出芯片内部地址分配与片选逻辑,并画出M的结构原理框图。5/201.计算芯片(1K×4b)数量（1）可以先扩展位数，再扩展地址空间2片1K×41K×84组1K×84K×88片(1K×4b)（2）也

3、可以先扩展地址空间，再扩展位数4片1K×44K×42组4K×44K×88片(1K×4b)(总容量:4K×8b)1K×41K×41K×41K×41K×41K×41K×41K×46/20存储器寻址逻辑:2.地址分配与片选逻辑两级译码寻址系统哪些地址信号作为片选信号?哪些地址信号作为片内寻址信号?芯片选择(第1级)+芯片内寻址(第2级)存储空间分配：4KB存储器在16位地址空间（64KB）中占据任意连续区间。7/2064KB1K×41K×41K×41K×41K×41K×41K×41K×4A15…A12A11A10A9…A00…0000…0全0片选片内地址16位地址线0…0

4、001…10…0010…00…0011…10…0100…00…0101…10…0110…00…0111…1每组1K寻址空间:210=1K片内A9~A0共4组芯片:22=4片选A11~A108/20地址码=片选地址(2位)+片内地址(10位)芯片组片内地址片选信号片选逻辑1K×81K×81K×81K×8A9～A0A9～A0A9～A0A9～A0A11A10A11A10A11A10A11A101K×41K×401K×41K×411K×41K×421K×41K×43CS0CS1CS2CS3高4位地址A15~A12全0，可以不使用。9/203.线路连接（1）扩展位数41K×4

5、1K×44101K×41K×44101K×41K×441041K×41K×441044A9~A0D7~D4D3~D044R/WandA11A10andA11A10andA11A10andA11A10（2）扩展地址空间（3）读写控制线（4）片选逻辑电路总线地址：0000010101010101，试分析其寻址情况CS0CS1CS2CS30110/20[例2]某半导体存储器，按字节编址。其中，0000H～07FFH为ROM区，选用EPROM芯片(2KB/片)；0800H～13FFH为RAM区，选用RAM芯片(2KB/片和1KB/片)。地址总线A15～A0（低）。给出地址分

6、配和片选逻辑。1.计算容量和芯片数ROM区：RAM区：存储空间分配：2.地址分配与片选逻辑先安排大容量芯片（放地址低端），再安排小容量芯片。便于拟定片选逻辑。(07FF16-000016+110)÷102410=2K(13FF16-080016+110)÷102410=3K…1片…各1片11/20A15A14A13A12A11A10A9…A00000000…0(0000H)0000011…1(07FFH)0000111…1(0FFFH)0001001…1(13FFH)0000100…0(0800H)0001000…0(1000H)低位地址分配给芯片，高位地址形成片选

7、逻辑:芯片组片内地址片选信号片选逻辑2K×82K×81K×8A10～A0A10～A0A9～A05KB,13位地址ROMA12～A064KB1K×82K×82K×8RAMA15A14A13A12A11A15A14A13A12A11A15A14A13A12A11A10但明确规定地址码是16位CS0CS1CS212/204.3.3主存与外部的连接1.系统的结构模式CPU地址数据R/W（a）模块式直连存储器13/20连接特点:※CPU与存储器直接相连；※存储器容量小，SRAM；※CPU-存储器，两者集成在一块插卡上，作为一个单独的计算模块来使用；14/20CPU地址数据