存储器扩展.doc

组成原理与系统结构课程设计报告
课题: 存储器扩展
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目录
目录 - 2 -
一、课程设计目的和意义 - 3 -
二、设计原理 - 3 -
1、实验设备 - 3 -
2、什么是存储器的扩展 - 3 -
3、存储器与CPU的连接 - 6 -
4、存储器读写原理 - 7 -
5、存储器扩展原理图 - 9 -
三、存储器扩展的设计与实现内容 - 11 -
1、实验接线说明 - 11 -
2、实验步骤 - 12 -
四、系统测试及实验截图 - 16 -
1、用软件MAX+Plus写入文件 - 16 -
2、实验连线图 - 18 -
3、成功读出数据 - 19 -
五、总结 - 19 -
六、参考文献 - 21 -
一、课程设计目的和意义
(1)深入理解计算机内存储器的功能、组成知识;
(2)深入地学懂静态存储器芯片的读写原理和用他们组成教学计算机存储器系统的方法(即字、位扩展技术),控制其运行的方式;
(3)、熟悉6116静态RAM的结构及使用方法。
(4)掌握实验设备的组成及其使用方法;
(5)掌握静态存储器的工作原理及其使用方法;
(6)了解存储器和总线组成的硬件电路,了解与存储器有关的总线信号功能及使用方法;
(7)提高动手能力,针对对本学期所学****的计算机组成原理实验以及理论知识做一次全面的复****与巩固。
二、设计原理
1、实验设备
(1)EL-JY-II计算机组成原理试验系统一台
(2)6116芯片2个排线若干
2、什么是存储器的扩展
存储器是用来存储信息的部件,是计算机的重要组成部分, RAM 是由MOS 管组成的触发器电路,每个触发器可以存放1 位信息。只要不掉电,所储存的信息就不会丢失。因此,静态RAM工作稳定,不要外加刷新电路,使用方便,目前较常用的有6116(2K×8 位),6264(8K×8 位)和62256(32K×8位)。本实验以6116 为例讲述主存储器的方法。
存储器的扩展主要解决两个问题:一个是如何用容量较小、字长较短的芯片,组成微机系统所需的存储器;另一个是存储器如何与CPU的连接。
存储芯片的扩展包括位扩展、字扩展和字位同时扩展等三种情况。
字扩展法:
(1) 位扩展
位扩展是指存储芯片的字(单元)数满足要求而位数不够,需要对每个存储单元的位数进行扩展。扩展的方法是将每片的地址线、控制线并联,数据线分别引出。其位扩展特点是存储器的单元数不变,位数增加。
下图给出了使用8片8K´1位的RAM芯片通过位扩展构成8K´8位的存储器系统的连线图。
(2) 字扩展
字扩展是指存储芯片的位数满足要求而字(单元)数不够,需要对存储单元数进行扩展。扩展的原则是将每个芯片的地址线、数据线、控制线并联,仅片选端分别引出,以实现每个芯片占据不同的地址范围。
下图给出了用4个16K´8位芯片经字扩展构成一个64K´8位存储器系统的连接方法。
(3) 字位同时扩展
字位同时扩展是指存储芯片的位数和字数都不满足要求,需要对位数和字数同时进行扩展。扩展的方法是线进行位扩展,即组成一个满足位数要求的存储芯片组,再用这个芯片组进行字扩展,以构成一个既满足位数又满足字数的存储器。
下图给出了用2114(1K´4)RAM芯片构成4K´8存储器的连接方法。
3、存储器与CPU的连接
扩展的存储器与CPU的连接实际上就是与三总线中相关信号的连接。
(1)存储器与控制总线的连接
在控制总线中,与存储器相连的信号为数不多,如8086/8088最小方式下的M/IO(8088为IO/M)、RD和WR,最大方式下的MRDC、MWTC、IORC和IOWC等,连接非常方便,有时这些控制线(如M/IO)也与地址线一同参与地址译码,生成片选信号。
(2)存储器与数据总线的连接
对于不同型号的CPU,数据总线的数目不一定相同,连接时要特别注意。
8086CPU的数据总线有16根,其中高8位数据线D15~D8接存储器的高位库(奇地址库),低8位数据线D7~D0接存储器的低位库(偶地址库),根据BHE(选择奇地址库)和A0(选择偶地址库)的不同状态组合决定对存储器做字操作还是字节操作。
(3)存储器与地址总线的连接
对于字扩展和字位同时扩展的存储器与地址总线的连接分为低位地址线的连接和高位地址线的连接。低位地址线的连接较简单,直接和存储芯片的地址信号连接作为片内地址译码,而高位地址线的连接主要用来产生选片信号(称为片间地址译码),以决定每个存储芯片在整个存储单元中的地址范围,避免各芯片地址空间的重叠。
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