微機原理與接口技術漆強版第5章作業(yè)答案

1、5.10用16KX1位的DRAM 芯片組成 64KX8位存儲器，要求：(1) 畫出該存儲器的組成邏輯框圖。(2) 設存儲器讀/寫周期為0.5卩SQPU在1 yS內(nèi)至少要訪問一次。試問采用 哪種刷新方式比較合理？兩次刷新的最大時間間隔是多少？對全部存儲單 元刷新一遍所需的實際刷新時間是多少？(1)組建存儲器共需 DRAM 芯片數(shù)N= (64K*8 ) / (16K*1 ) =4*8 (片)。每8片組成16KX8位的存儲區(qū)，A13A0作為片內(nèi)地址，用 A15、A14經(jīng)2:4譯碼器產(chǎn)生片選信號：，邏輯框圖如下(圖有誤：應該每組 8片，每片數(shù)據(jù)線為1根)(2)設16KX8位存儲芯片的陣列結構為128行

2、X128列，刷新周期為 2ms。因為刷新每行需0.5 yS,則兩次(行)刷新的最大時間間隔應小于：f 二蘭竺= 15.5 (AS)128為保證在每個1yS內(nèi)都留出0.5 yS給CPU訪問內(nèi)存，因此該DRAM適合采用分散式或 異步式刷新方式，而不能采用集中式刷新方式。若采用分散刷新方式， 則每個存儲器讀/寫周期可視為1 yS,前0.5yS用于讀寫，后 0.5 yS用于刷新。相當于每 1 yS刷新一行，刷完一遍需要128X 1 yS= 128 yS,滿足刷新周期小于2ms的要求；若采用異步刷新方式，則應保證兩次刷新的時間間隔小于15.5 y S如每隔14個讀寫周期刷新一行，相當于每 15 yS刷新

3、一行，刷完一遍需要 128 x 15yS= 1920 y S,滿足刷新 周期小于2ms的要求；需要補充的知識：刷新周期：從上一次對整個存儲器刷新結束到下一次對整個存儲器全部刷新一遍為止 的時間間隔。刷新周期通?？梢允?ms，4ms或8ms。DRAM 一般是按行刷新，常用的刷新方式包括：集中式：正常讀/寫操作與刷新操作分開進行，刷新集中完成。(DRAM共128行，刷新周期為2ms,讀/寫涮新時間均為0.5訶分散式：一個存儲系統(tǒng)周期分成兩個時間片，分時進行正常讀/寫操作和刷新操作。特點：不存在停止讀/寫操作的死時間，但系統(tǒng)運行速度降低。叩 (IIlit|-tr(127)刷新間隔1劉個系箏周期(L2

4、HRE)t(DRAM共128行，刷新周期為128q, tm= 0.5以為讀/寫時間，tr= 0.5以為刷新時間，tc= 1 yS為存儲周期)異步式：前兩種方式的結合， 每隔一段時間刷新一次，只需保證在刷新周期內(nèi)對整個存儲器刷新一遍。5.11若某系統(tǒng)有24條地址線，字長為8位，其最大尋址空間為多少？現(xiàn)用SRAM2114(1K*4)存儲芯片組成存儲系統(tǒng)，試問采用線選譯碼時需要多少個2114存儲芯片？該存儲器的存儲容量=224 *8bit=16M字節(jié)需要SRAM2114(1K*4)存儲芯片數(shù)目：16M 8 =160組 2片/組二320片1K匯4注：上述分析有錯， 采用線選譯碼，顯然用于字選的地址線應

5、該為 10根(對應于1k的芯片 存儲容量)，那么余下24-10=14根地址線可用于片選， 因此需要SRAM2114(1K*4)存儲芯片 數(shù)目應該為：14組*2片/組=28片。5.12在有16根地址總線的機系統(tǒng)中畫出下列情況下存儲器的地址譯碼和連接圖。(根據(jù)答案改的題目)(1) 采用8K*8位存儲芯片，形成 64KB存儲器。(2) 采用8K*8位存儲芯片，形成 32KB存儲器。(3) 采用4K*8位存儲芯片，形成 16KB存儲器。由于地址總線長度為 16，故系統(tǒng)尋址空間為 216 位寬二64K 位寬bit(1) 8K*8位存儲芯片 字選地址長度為13, 64KB存儲器需要8個8K*8位存儲芯片,

6、 故總共需要3根地址總線用于片選，地址譯碼為：A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0共需8片8K*8位存儲-H- LJL 心片紅色為片選第一片 地址范圍0000H1FFFH00000000000000000001111111111111第二片地址范圍2000H3FFFH00100000000000000011111111111111第三片 地址范圍4000H5FFFH01000000000000000101111111111111第四片 地址范圍6000H7FFFH01100000000000000111111111111111第五片 地址范圍8000H9

7、FFFH10000000000000001001111111111111第六片 地址范圍OAOOOH0BFFFH10100000000000001011111111111111第七片 地址范圍OCOOOH0DFFFH11000000000000001101111111111111第八片 地址范圍OEOOOH0FFFFH11100000000000001111111111111111其連線圖如下:(2) 8K*8位存儲芯片地址長度為 13, 32KB存儲器需要4個8K*8位存儲芯片故總共 需要15根地址總線，地址譯碼為：A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0

8、共需4片8K*8位存儲-H- LJk心片紅色為片選 紫色用于決 定地址范圍第一片 地址范圍0000H1FFFH00000000000000000001111111111111第二片 地址范圍2000H3FFFH00100000000000000011111111111111第三片地址范圍4000H5FFFH01000000000000000101111111111111第四片 地址范圍6000H7FFFH01100000000000000111111111111111其連線圖如下:(3) 4K*8位存儲芯片地址長度為 12, 16KB存儲器需要4個4K*8位存儲芯片故總共需要14根地址總線，地

9、址譯碼為:A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0共需4片4K* 8位存儲-H- LJL 心片紅色為片選紫色用于決定地址范圍第一片 地址范圍0000H0FFFH00000000000000000000111111111111第二片 地址范圍1000H1FFFH00010000000000000001111111111111第三片 地址范圍2000H2FFFH00100000000000000010111111111111第四片3000H0011000000000000地址范圍3FFFH0011111111111111其連線圖如下:方案一:A15A14A13A

10、12AOA11ABRDWRCSENQO Q1 Q2 Q3,Q4 ；74LSQ38,Q6Q7iCSABRDWRCS4K*1位存儲芯片CSABABRDRDWRWRCS注：Q1、Q2、Q3、Q4要有有效輸出，則須C 口輸入為0,此時須確保為0時C 口輸入為0, 則A14、A15信號線之后須用一個或門。萬案一:注：QO、Q1、Q2、Q3 分別對應 A15、A14、A13 分別取 000、001、010、011 時的值，可通過A12進行選擇，上圖有錯（不對應答案中的地址）；上圖的地址應該是：第一片 0000（A15、A14、A13、A12 ）,第二片 0011 （A15、A14、A13、A12 ）,第三

11、片 0100 （ A15、A14、A13、A12 ）,第四片 0111 （ A15、A14、A13、A12 ）;正確的連法應該是第一、二片 均從Q0接，而不是分別接 Q0、Q1;第三、四片均接 Q1，而不是分別接 Q2、Q3。若上圖 中片選CS低電平有效，則應該采用或門（地址會產(chǎn)生變動）。5.13試為某8位計算機系統(tǒng)設計一個具有8KB ROM和40KB RAM的存儲器。要求 ROM 用EPROM 芯片2732組成，從0000H地址開始；RAM用S RAM 芯片6264組成，從 4000H地址開始。查閱資料可知，2732容量為4K X 8（字選線12根）,6264容量為8K X 8（字選線13根

12、）, 因此本系統(tǒng)中所需芯片數(shù)目及各芯片地址范圍應如下表所示：A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3丿A2A1共需2片2732構成系統(tǒng)ROM 紅色為片選 紫色由地址 取值范圍決 定（0000H開 始）第一片地址范圍0000H0FFFH000000000000000000011111111111第二片 地址范圍1000H1FFFH000100000000000000111111111111共需5片6264構成系統(tǒng)RAM紅色為片選第一片 地址范圍4000H5FFFH010000000000000010111111111111第二片 地址范圍6000H7FFFH0110000

13、00000000011111111111111第三片 地址范圍8000H9FFFH100000000000000100111111111111第四片 地址范圍0A000H0BFFFH101000000000000101111111111111第五片 地址范圍0C000H0DFFFFH110000000000000110111111111111硬件連線方式之一如下圖所示:說明： 8位微機系統(tǒng)地址線一般為 16位。采用全譯碼方式時，系統(tǒng)的 AoA12直接與6264的13根地址線相連，系統(tǒng)的AoAn直接與2732的12根地址線相連。片選信號由74LS138 譯碼器產(chǎn)生，系統(tǒng)的A!3作為譯碼器的輸入。

14、 各芯片的數(shù)據(jù)總線（D。D7）直接與系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線相連。 各芯片的控制信號線（RD、WR）直接與系統(tǒng)的控制信號線相連。5.14試根據(jù)下圖EPROM的接口特性，設計一個EPROM寫入編程電路，并 給出控制軟件的流程。Do D74/Ao Az ；高位地址譯碼 ：編程控制信號 :.RD Oo 。7A0 A13VCCCEVPPPGMCMCOEGND+ 12VEPROM寫入編程電路設計如下圖所示:D0 D7+5V控制模塊控制軟件流程:（1）上電復位;入A高位地址譯碼編程控制信號RDA3 AI3VCCCEVPPPGMGNDOE+12V(2)(3)OE信號為電平”無效（寫模式），PGM信號為電平”0”有效（

15、編程控制模式），軟件進入編程狀態(tài)，對 EPROM存儲器進行寫入編程操作;高位地址譯碼信號 CE為電平”1”無效，對存儲器對應0000H3FFFH地址的數(shù)據(jù)依次進行寫入操作（其中高位地址為 0、低位地址 人 A3從0000H到3FFFH依次加1）寫入的值為數(shù)據(jù)總線DoD8對應的值。（4）高位地址譯碼信號 CE為電平”0”有效，對存儲器對應 4000H7FFFH地址的數(shù)據(jù)依次進行寫入操作（其中高位地址為1,低位地址 人 A3從0000H到3FFFH依次加1）寫入的值為數(shù)據(jù)總線 DoD8對應的值。（5）存儲器地址為7FFFH時，寫入操作完成，控制軟件停止對 EPROM的編程狀態(tài),釋放對OE信號和PG

16、M信號的控制。5.15試完成下面的 RAM系統(tǒng)擴充圖。假設系統(tǒng)已占用0000 27FFH段內(nèi)存地址空間，并擬將后面的連續(xù)地址空間分配給該擴充RAM。譯碼器輸出A15A14A13A12A11A10A0地址空間/Q00000000H07FFH/Q1001000000000010800H0FFFH/Q20101000H17FFH/Q30111 1 1 1 1 1 1 1 1 11800H1FFFH/Q4001002000H27FFH/Q51010000000000-2800H2BFFH111111111112C00H2FFFH/Q6110/Q7111下面方案的問題：1. 地址不連續(xù)，驅(qū)動設計可能會比

17、較麻煩；2. 地址重復，浪費系統(tǒng)地址空間；3. 不容易理解，實際上使用可能會有問題；A15eA14 A13 A12 A11 E、了Q；4繭占1.拝1dC30B菟A0?1”統(tǒng)二憐AA10AiA.gRWcsR.;wcsD廠DjAOA.9A（廠RWCS晦CSHD廣DPrQ*5.16某計算機系統(tǒng)的存儲器地址空間為A8000HCFFFFH ,若采用單片容量為16K*1位的SRAM 芯片，(1) 系統(tǒng)存儲容量為多少？(2) 組成該存儲系統(tǒng)共需該類芯片多少個？(3) 整個系統(tǒng)應分為多少個芯片組？(1) 該計算機系統(tǒng)的存儲器地址空間為A8000HCFFFFH，系統(tǒng)存儲容量為：(D0000H-A8000H) 8

18、bit=28000H*8bit=160KB(2) 單片容量為 16K*1為的SRAM芯片的存儲容量為 16Kbit=2KB組成該存儲系統(tǒng)共需該類芯片160KB/2KB=80個(3) 題目未給出該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)位寬為多少，此處設為8bit位寬則每組芯片組需要 8個單片容量為16K*1為的SRAM芯片所有整個系統(tǒng)應分為 80/8=10個芯片組。5仃 由一個具有8個存儲體的低位多體交叉存儲體中，如果處理器的訪存地址為以下八進制值。求該存儲器比單體存儲器的平均訪問速度提高多少（忽 略初啟時的延時）？(1)10018,10028,10038,11008(2)10028,10048,10068,，12008(

19、3)10038,10068,10118,，13008此處題目有誤，10018應為10018，依次類推低位多體交叉存儲體包含 8個存儲體，故處理器每次可同時訪問相鄰8個地址的數(shù)據(jù)（1） 訪存地址為相鄰地址，故存儲器比單體存儲器的平均訪問速度提高8倍；（2） 訪存地址為間隔 2個地址，故存儲器比單體存儲器的平均訪問速度提高4倍；（3） 訪存地址為間隔 3個地址，但訪存地址轉換為十進制數(shù)為3、6、9、12、15、18、21、24、27,分別除8的余數(shù)為3、6、1、4、7、2、5、0、3,故存儲器比單體存儲器 的平均訪問速度提高 8倍。注：如果是8體交叉存儲體，則低 3位二進制用于片選，高位用于字選。八進制到二進制的轉換為一位八進制對應于三位二進制。（1）轉為二進制則為001 000 000 001001 000 000 010001 000 000 011001000 000100001000000101 001 000 000110 001 000 000111 001 000 001000001 000 001 001001 000 001 010001 000 001 011001000 001100001001000101 001 000 001110 001 000 001111 001 000 002000 用于片選的低三位變化規(guī)律為001 010 011 10