2019计算机考研知识要点:存储器芯片
时间:2018-05-07 来源:文都网校 浏览:不经意间已到5月份,2019考研的小伙伴们的复习时间也越来越紧迫,大家都复习的怎么样了呢?为了同学们更好地复习专业课知识,今天文都网校考研频道小编为大家分享计算机考研知识要点等相关信息,希望对大家的复习有所帮助~
半导体存储器芯片的译码驱动方式有几种?
解:半导体存储器芯片的译码驱动方式有两种:线选法和重合法。
线选法:地址译码信号只选中同一个字的所有位,结构简单,费器材;
重合法:地址分行、列两部分译码,行、列译码线的交叉点即为所选单元。这种方法通过行、列译码信号的重合来选址,也称矩阵译码。可大大节省器材用量,是最常用的译码驱动方式。
画出用1024×4位的存储芯片组成一个容量为64K×8位的存储器逻辑框图。要求将64K分成4个页面,每个页面分16组,指出共需多少片存储芯片。
解:设采用SRAM芯片,
总片数 = 64K×8位 / 1024×4位
= 64×2 = 128片
题意分析:本题设计的存储器结构上分为总体、页面、组三级,因此画图时也应分三级画。首先应确定各级的容量:
页面容量 = 总容量 / 页面数
= 64K×8位 / 4
= 16K×8位;
组容量 = 页面容量 / 组数
= 16K×8位 / 16 = 1K×8位;
组内片数 = 组容量 / 片容量
= 1K×8位 / 1K×4位 = 2片;
地址分配:
页面逻辑框图:(字扩展)
存储器逻辑框图:(字扩展)
讨论:
页选地址取A11、A10,页内片选取A15~A12;´
(页内组地址不连贯? )
不分级画;问题:
1、不合题意;
2、芯片太多难画;
3、无页译码,6:64译码选组。
´页选直接联到芯片;问题:
1、SRAM一般只一个片选端;
2、译码输出负载能力需考虑。
附加门电路组合2级译码信号;
(应利用译码器使能端输入高一级的译码选通信号)
不设组选,页选同时选8组(16组),并行存取?´
组译码无页选输入;
2片芯片合为一体画;
文字叙述代替画图;
地址线、数据线不标信号名及信号序号。
设有一个64K×8位的RAM芯片,试问该芯片共有多少个基本单元电路(简称存储基元)?欲设计一种具有上述同样多存储基元的芯片,要求对芯片字长的选择应满足地址线和数据线的总和为最小,试确定这种芯片的地址线和数据线,并说明有几种解答。
解:
存储基元总数 = 64K×8位
= 512K位 = 219位;
思路:如要满足地址线和数据线总和最小,应尽量把存储元安排在字向,因为地址位数和字数成2的幂的关系,可较好地压缩线数。
设地址线根数为a,数据线根数为b,则片容量为:2a×b = 219;b = 219-a;
若a = 19,b = 1,总和 = 19+1 = 20;
a = 18,b = 2,总和 = 18+2 = 20;
a = 17,b = 4,总和 = 17+4 = 21;
a = 16,b = 8,总和 = 16+8 = 24;
…… ……
由上可看出:片字数越少,片字长越长,引脚数越多。片字数、片位数均按2的幂变化。
结论:如果满足地址线和数据线的总和为最小,这种芯片的引脚分配方案有两种:地址线 = 19根,数据线 = 1根;或地址线 = 18根,数据线 = 2根。
采用字、位扩展技术设计;´
某8位微型机地址码为18位,若使用4K×4位的RAM芯片组成模块板结构的存储器,试问:
(1)该机所允许的最大主存空间是多少?
(2)若每个模块板为32K×8位,共需几个模块板?
(3)每个模块板内共有几片RAM芯片?
(4)共有多少片RAM?
(5)CPU如何选择各模块板?
解:
(1)218 = 256K,则该机所允许的最大主存空间是256K×8位(或256KB);
(2)模块板总数 = 256K×8 / 32K×8
= 8块;
(3)板内片数 = 32K×8位 / 4K×4位
= 8×2 = 16片;
(4)总片数 = 16片×8 = 128片;
(5)CPU通过最高3位地址译码选板,次高3位地址译码选片。地址格式分配如下:
讨论:
不对板译码、片译码分配具体地址位;´
´ 板内片选设4位地址;
不设板选,8个板同时工作,总线分时传送;´
8位芯片;´ 8板通过3:8译码器组成256K´
设CPU共有16根地址线,8根数据线,并用-MREQ(低电平有效)作访存控制信号,R/-W作读写命令信号(高电平为读,低电平为写)。现有下列存储芯片:
ROM(2K×8位,4K×4位,8K×8位),RAM(1K×4位,2K×8位,4K×8位),及74138译码器和其他门电路(门电路自定)。试从上述规格中选用合适芯片,画出CPU和存储芯片的连接图。要求:
(1)最小4K地址为系统程序区,4096~16383地址范围为用户程序区;
(2)指出选用的存储芯片类型及数量;
(3)详细画出片选逻辑。
解:
(1)地址空间分配图:
(2)选片:ROM:4K×4位:2片;
RAM:4K×8位:3片;
(3)CPU和存储器连接逻辑图及片选逻辑:
讨论:
1)选片:当采用字扩展和位扩展所用芯片一样多时,选位扩展。
理由:字扩展需设计片选译码,较麻烦,而位扩展只需将数据线按位引出即可。
本题如选用2K×8 ROM,片选要采用二级译码,实现较麻烦。
当需要RAM、ROM等多种芯片混用时,应尽量选容量等外特性较为一致的芯片,以便于简化连线。
2)应尽可能的避免使用二级译码,以使设计简练。但要注意在需要二级译码时如果不使用,会使选片产生二义性。
3)片选译码器的各输出所选的存储区域是一样大的,因此所选芯片的字容量应一致,如不一致时就要考虑二级译码。另外如把片选译码输出“或”起来使用也是不合理的。
4)其它常见错误:
138的C输入端接地;(相当于把138当2-4译码器用,不合理)´
´ EPROM的PD端接地;
(PD为功率下降控制端,当输入为高时,进入功率下降状态。因此PD端的合理接法是与片选端-CS并联。)
´ ROM连读/写控制线-WE;
(ROM无读/写控制端)
CPU假设同上题,现有8片8K×8位的RAM芯片与CPU相连,试回答:
(1)用74138译码器画出CPU与存储芯片的连接图;
(2)写出每片RAM的地址范围;
(3)如果运行时发现不论往哪片RAM写入数据后,以A000H为起始地址的存储芯片都有与其相同的数据,分析故障原因。
(4)根据(1)的连接图,若出现地址线A13与CPU断线,并搭接到高电平上,将出现什么后果?
解:
(1)CPU与存储器芯片连接逻辑图:
(2)地址空间分配图:
(3)如果运行时发现不论往哪片RAM写入数据后,以A000H为起始地址的存储芯片(第5片)都有与其相同的数据,则根本的故障原因为:该存储芯片的片选输入端很可能总是处于低电平。可能的情况有:
1)该片的-CS端与-WE端错连或短路;
2)该片的-CS端与CPU的-MREQ端错连或短路;
3)该片的-CS端与地线错连或短路;
在此,假设芯片与译码器本身都是好的。
(4)如果地址线A13与CPU断线,并搭接到高电平上,将会出现A13恒为“1”的情况。此时存储器只能寻址A13=1的地址空间(奇数片),A13=0的另一半地址空间(偶数片)将永远访问不到。若对A13=0的地址空间(偶数片)进行访问,只能错误地访问到A13=1的对应空间(奇数片)中去。
某机字长16位,常规的存储空间为64K字,若想不改用其他高速的存储芯片,而使访存速度提高到8倍,可采取什么措施?画图说明。
解:若想不改用高速存储芯片,而使访存速度提高到8倍,可采取多体交叉存取技术,图示如下:
8体交叉访问时序:
什么是“程序访问的局部性”?存储系统中哪一级采用了程序访问的局部性原理?
解:程序运行的局部性原理指:在一小段时间内,最近被访问过的程序和数据很可能再次被访问;在空间上,这些被访问的程序和数据往往集中在一小片存储区;在访问顺序上,指令顺序执行比转移执行的可能性大 (大约 5:1 )。存储系统中Cache—主存层次采用了程序访问的局部性原理。
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