主存储器与CPU的连接

目录

• 主存储器与CPU的连接
  • 主存储器（简化结构）
  • 主存简单模型
  • 连接原理
  • 主存地址单元分配（比较重要）
    • 主存地址分配
  • 主存储容量的扩展
    • 位扩展
    • 字扩展
    • 译码器
    • 将译码器利用到字扩展
    • 字位同时拓展
  • 例题

主存储器与CPU的连接

主存储器（简化结构）

主存简单模型

连接原理

3类

数据总线、地址总线、控制总线

从存储器中读出一个信息字：

1. 首先CPU把这个信息字的地址送到MAR
2. 然后经过地址总线到主存
3. 在通过控制总线发出读命令
4. 主存接到读命令后，就知道把这个地址的数据读出
5. 根据CPU决定将数据送到哪，通过数据总线

写一个数据到主存：

1. CPU要把信息字所在的主存单元的地址经过MAR送到地址总线
2. 然后在把这个信息字送到MDR
3. 然后向主存发送一个写命令
4. 主存收到写命令后
5. 把数据总线上的信息写到相应地址线指出的储存单元中

主存地址单元分配（比较重要）

主存地址分配

总容量1KB

按字节寻址：1K个单元，每个单元1B，1K=1024，十根地址线

按字寻址：256个单元，每个单元4B，高位看成组号，后面跟两位

按半子寻址：512个单元，每个单元2B

按双字寻址：128个单元，每个单元8B

如何存放一个字？如12345678H

大端方式：高位字（12）节作为字地址

小端方式：低位字（78）节做为字地址

主存储容量的扩展

由于单个芯片的容量总是有限的。

需要在字和位两个方面扩充。

位扩展法，字扩展法，字位扩展法。

位扩展

这个是8K*1位，即13根地址线和1位数据线。

CPU要求：8位的数据线，16位的地址线

如何进行连接？

CS是高电平有效，所以要选择到他要给个1

这样显然是不够的，cpu有8位的数据线，而存储芯片只有1位，不满足存储容量的要求。

在加一块芯片

8块芯片进行扩展

相当于并联在一起。

一个8K*8位的存储器。

字扩展

存储芯片是8K*8位的，CPU也是8位的数据线

会不知道哪一个数据

使用片选线来进行控制。

但是还是会遇到同样的问题，如果是11的话，两个的数据都会被操作了。

线选法：A14 A13只能为01或10，n条线->n个选片信号

地址：01x xxxx xxxx xxxx、10x xxxx xxxx xxxx

改进：用一个非门

地址1x xxxx xxxx xxxx、0x xxxx xxxx xxxx

译码片选法：n条线->2^n个选片信号

译码器。

译码器

高电平有效，1

低电平有效，0

3位地址选8块芯片。

注意圈圈。

使能端，EN，还有可能有多个使能端。使译码器工作。

将译码器利用到字扩展

00，01，10，11

对比

字位同时拓展

例题

系统程序区用ROM，用户程序区用RAM

1.确认地址线、数据线、选择存储芯片

数据线：CPU数据线8根 -> 存储器位数应扩展为8位

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