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第5章 半导体存储器 第2讲：主存储器的设计 综述 存储器是存放程序和数据的部件。 任何以微处理器为核心的微机应用系统都必须配置一定容量的存储器！ 例1：PC通用系统 例2：流媒体播放器（专用系统） 有关知识回顾 有关知识回顾 主存储器的设计应考虑的几个问题 （1）确定主存储器的结构。 单存储体结构(适用于8位机) 双存储体结构(适用于16位机) 四存储体结构(适用于32位机) （2）规划分配只读存储器ROM的容量和随机存储器RAM的容量，并选择相应的存储芯片。 （3）存储器芯片与CPU总线的连接方式 各存储芯片与系统的数据总线、地址总线和控制总线的连接方式 （4）CPU总线的负载能力 对较小容量的存储器，芯片可与CPU直接连接 对较大容量的存储器，须接入缓冲器或驱动器（如8282，8286） 主存储器的设计应考虑的几个问题（补充） （5）存储器芯片的选择 小系统可选静态存储器（SRAM）芯片 大系统（PC机）选择DRAM芯片 尽量选择容量大、速度快的芯片 主存储器的设计主要包括： 存储器的扩充（形成存储模块） 存储器与CPU总线的连接 存储器芯片提供了地址线、数据线、控制线。CPU必须与这些线正确连接，才能控制存储器的操作。 设计主存储器（内存）是一项重要而复杂的工作之一！ 一、存储器的扩充 单个存储芯片容量有限，不能满足存储器位数或字数（存储单元的个数）的要求。 需要用多片存储芯片进行组合，以满足对存储器容量的要求，这种组合称为存储器的扩充。 存储器的扩充有： 位扩充 字扩充 字位扩充 一、存储器的扩充 1、确定存储芯片的数量 位扩充所需芯片的数量：存储器的设计位数（8位）÷芯片的存储位数 （1） 字扩充所需芯片的数量：存储器的设计存储单元数量÷芯片的存储单元数量（2） 最后综合得到最终的芯片数量 : (1) ×（2） 一、存储器的扩充 [例5-2]计算存储芯片数量举例 选用2164（64K×1位）SRAM芯片构成一个256KB的存储器，计算确定所需2164芯片的数量 解：（1）位扩充（1位→8位）所需芯片数量： 8位÷1位=8(片)（2）字扩充（64K→256K）所需芯片的数量： 256K÷64K=4(片) 综合（1）和（2），构造本题要求的存储器，共需要2164芯片的数量：8×4=32(片) 1、位扩充 芯片的存储位数不足一个字节时，需要位扩充为8位 将多个芯片组成一组，地址线及控制信号线分别连接在一起，各片的数据线独立连接到数据总线上 扩充为一个字节的数据存储空间 CPU同时选中多个“片” 1、位扩充 2、字扩充 存储芯片的一个单元存储位数已符合要求，而存储单元的个数不够！需要增加存储单元的数量。 每个芯片的地址线、数据线、读/写控制信号线分别连接在一起；但片选线独立连接到译码器输出端 CPU一次读/写选中一片 字扩充例—用6116（2K*8位）组成4KB的存储器 3、字位扩充 分别从存储芯片的存储位数和字数两个方面进行的扩充。 用多个芯片首先进行位扩充，然后再进行字扩充，以满足存储系统的容量设计要求。 [例5-4]用2114（1K×4位）存储芯片构成容量为4KB的存储器，画出连接线路图。 3、字位扩充 [例5-4]用2114（1K×4位）芯片构成容量为4KB的RAM存储器系统。画出连接线路图。 计算所需2114芯片数量：8片 [例5-4]画图形式2： 存储器扩充 小结 位扩充： 各芯片的地址信号线、控制信号线“串联”。 各芯片数据信号线“并联”（单独连接）。 各芯片片选信号线（CE或CS）“串联”（同时选中）。 字扩充： 各芯片的地址信号线、数据信号线、控制信号线“串联”。 各芯片片选信号线（CE或CS）“并联”（单独连接，一次选中1片） 二、存储器与CPU的总线连接 1、存储器与CPU数据总线的连接 CPU的数据总线和存储器的数据总线直接连接。 位扩充时：各片分别连接到数据总线的不同位线上 字扩充时：各片数据线均连接到数据总线上 二、存储器与CPU的总线连接 2、存储器与CPU控制信号线的连接 8086/8088 CPU与存储器连接的控制信号主要有： 选择信号IO/M，读/写信号RD和WR，等 存储器的控制信号引脚（WE，OE）分别与CPU上述对应信号线相连。 二、存储器与CPU的总线连接 3、存储器与CPU地址总线的连接 存储器与CPU地址总线的连接最复杂。 CPU发出一个20位的存储器地址，包含了两个“寻址”的问题： 一个是选中某个存储芯片----称为“片选”（寻片） 在被选中的芯片内寻找某个存储单元----称为“字选”（寻单元） 把CPU的20位地址线分为“芯片外地址线”和“芯片内地址线” 芯片内地址线：直接接到存储器芯片的地址引脚，通过片内译码直接选