教案07-计算机硬件技术基础

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1、计算机硬件技术基础第H次课章节名称第2章微型计算机第2节内存储器目的要求通过本次课的学习，要求掌握8位微机系统中数据的存储与访问，掌握存储容量的扩充方法和片选信号产生方法，掌握8位微机系统的存储器接口设计。重点难点重点：存储容量的扩充、片选信号的产生方法。难点：8位微机系统的存储器接口设计。方法手段课堂讲授，利用图片、动画等演示存储器系统的组织方式。通过存储器系统设计实例的讲解，帮助学员掌握存储器接口的基本设计方法。课堂提问本次课内容总结本次课我们首先学习了存储器的存储容量的三种扩充方法一位扩展、字扩展、字位扩展。其次学习了存储器片选信号的产生方法一线选法、全译码法、部

2、分译码法。最后通过一个实例学习了8位微机系统的存储器接口设计方法。思考题作业题作业：5、7、8、9参考资料授课内容1.知识的E1顾与问题的引出备注:上次课我们学习了存储器的分类，了解了存储器的分级结构及存储器的主要技术指标，重点介绍了沏、・皿、存储器芯片的结构及工作原理。单个存储器芯片的容量毕竟是有限的，因此在利用这些存储器芯片设计存储器系统的时候，就要进行存储容量的扩充，并且需要根据微机系统字长的不同，对存储系统进行组织。本次课首先从■位字长的微机系统入手，介绍存储器接口设计的基本技术。2.8位微机系统中数据的存储与访问在■位CP1组成的微机系统中，CN可访问的存储地

3、址空间大小为钢曆，地址范围为••••■〜rn，。存储器中每个字节可以存储■位二进制数据，每个字节有一个唯一的地址，CN一次可以访问存储器的一个字节信息。3.存储器容量的扩充存储器的总容量通常比单个芯片容量大得多，所以要用多个芯片进行组合，即在字向和位向两个方向进行扩充才能满足存储器的容量要求。(I)位扩展位扩展是指存储器芯片的位数不能满足读写的基本要求，需进行位的扩充。位扩展时将多个存储芯片的地址、片选、读/写端相应并联，数据端单独引出，各自连接到不同的数据总线上。如下图所示，由■片容量为KXI位的芯片扩充为”字节的存储器,每个芯片有I•根地址线引脚。系统地址总线低I•

4、位的每一根接至■个芯片的同一个地址引脚；每个芯片有I根数据线，每根系统数据线与一个芯片的数据线单独连接；■个芯片公用一个片选与读写控制线4图中未画出九存储器位扩展(2)字扩展当存储器芯片的地址空间不能满足存储器子系统需要时，要进行字扩展。扩展吋仅在字向扩充，而位数不变，因此将芯片的地址线、数据线、读/写控制线并联，由不同的片选信号来区分各个芯片所占据的不同地址范围。如下图所示，用聲X■位芯片组成字节存储器。此时需要4个芯片，数据总线M〜••与各片的数据引脚相连，地址总线的低位地址从口〜漏与芯片的14位地址引脚相连，高位地址IU4经过译码器产生的选择信号和各芯片的片选端相

5、连。存储器字扩展(5)字位扩展有时，存储器需要字向和位向同时扩充。一个存储器子系统的容量为■XZI,若使用Lx«存储器芯片，那么，这个存储器子系统系统共需要N/KxM/L个存储芯片例如：用％X4位的存储器芯片组成MXt位的迪■存储器。就单个芯片来说，无论是位方向，还是字方向都不满足要求，都要进行扩展。根据给定规格，总共需要t/4Xt/2=t片芯片，这・片芯片为满足字长要求，应将两片并联起来同时工作，每片有4位数据位,两片止好拼成■位数据宽度，以满足字长要求，所以，每两片一组，■片共分4组，这4组用高2位地址鉞□,AID经译码产生片选4本例中也是组选》信号，以选择4组中的

6、某一组，用地址线的低II位編I•〜血》直接连到每个芯片的地址引脚，实现片内选择。2.存储器片选信号的产生方法一个存储体通常由多个存储器芯片组成。CN要实现对存储单元的访问，首先要选择存储器芯片，然后再从选中的芯片中依照地址码选择相应的存储单元读写数据。通常，芯片内部存储单元的地址由CN输出的••由片内存储容量2■决定》条低位地址线完成选择，称为字选；而芯片选择信号则是通过CM的高位地址线得到，称为片选。由此可见，存储单元的地址由片内地址信号线和片选信号线的状态共同决定。下面介绍三种片选信号的产生方法。(I)线选法线选法即线性选择法，是指直接用地址总线的高位地址中的某一位

7、直接作为存储器芯片的片选信号4西》，用地址线的低位实现对芯片的片内选择a寻址九线选法的优点是电路简单，选择芯片不需外加逻辑电路。但线选法不能充分利用系统的存储器空间，每个芯片所占的地址空间把整个地址空间分成了相互隔离的区段，即地址空间不连续，这给编程带来一定困难。同时，每个存储单元具有多个地址，造成地址重叠现彖。所以，线选法只适用于容量较少的简单微机系统或不需要扩充内存空间的系统。(2)全译码法全译码法是指将系统地址总线中除片内地址以外的全部高位地址接到地址译码器的输入端参加译码，把译码器的输出信号作为各芯片的片选信号，将它们分别接到存储