《存储器系统》PPT课件

第 3章 存 储 器 系 统本 章 重 点 ：理 解 存 储 器 的 分 类存 储 器 的 层 次 结 构 ： cache、 内 存 、 外 存 。掌 握 8086存 储 器 的 结 构 ： 存 储 器 的 物 理 地址 ， 逻 辑 段 概 念 ， 物 理 地 址 的 计 算 。掌 握 堆 栈 与 堆 栈 操 作 。 了 解 存 储 器 与 CPU的连 接 及 存 储 芯 片 的 扩 展 。 3.1 存 储 器 概 述3.1.1 存 储 器 的 分 类 1 按 存 储 介 质 分 类v （ 1） 半 导 体 存 储 器v （ 2） 磁 表 面 存 储 器v （ 3） 光 存 储 器 2 按 存 取 方 式 分 类v （ 1） 随 机 存 取 存 储 器 RAM（ Random Access Memory） 静 态 随 机 存 取 存 储 器 SRAM 动 态 随 机 存 取 存 储 器 DRAM v （ 2） 只 读 存 储 器 ROM(Read Only Memory) 3.1 存 储 器 概 述3 按 存 储 器 在 计 算 机 系 统 中 的 作 用 分 类v （ 1） 主 存 储 器v （ 2） 外 存 储 器v （ 3） 高 速 缓 冲 存 储 器v （ 4） CMOS存 储 器4 内 存 条 （ DRAM） （ 1） 内 存 条 的 分 类v SIMM(单 列 直 插 内 存 模 块 )： 分 30线 和 72线 两 种 。 v DIMM(双 列 直 插 内 存 模 块 )： 分 72线 和 168线 。 v RIMM(高 速 率 直 插 内 存 模 块 )： 采 用 184线 结 构 。 3.1 存 储 器 概 述 （ 2） 主 流 内 存 条 的 类 型v SDRAM内 存 条 v DDRSDRAM内 存 条 v RDRAM内 存 条 3.1.2 存 储 器 的 主 要 性 能 指 标v存 储 器 的 主 要 性 能 指 标 包 括 ： 存 储 容 量 、 存取 速 度 、 可 靠 性 及 性 能 价 格 比 。 3.1 存 储 器 概 述3.1.3 存 储 系 统 的 层 次 结 构v 为 了 解 决 存 储 容 量 、 存 取 速 度 和 价 格 之 间 的 矛 盾 ， 通 常 把 各种 不 同 存 储 容 量 、 不 同 存 取 速 度 的 存 储 器 ， 按 一 定 的 体 系 结构 组 织 起 来 ， 形 成 一 个 统 一 整 体 的 存 储 系 统 。v 由 高 速 缓 冲 存 储 器 、 内 存 储 器 、 外 存 储 器 构 成 的 三 级 存 储 系统 可 以 分 为 两 个 层 次 ， 其 中 高 速 缓 冲 存 储 器 和 内 存 间 称 为Cache-内 存 层 次 ， 内 存 和 外 存 间 称 为 内 存 -外 存 层 次 。v 三 级 存 储 系 统 总 的 效 果 是 ： 存 取 速 度 接 近 于 Cache水 平 ， 存储 容 量 非 常 之 大 ， 整 个 价 格 也 比 较 合 理 。 其 中 快 存 主 要 为 获取 速 度 ， 使 存 取 速 度 能 和 中 央 处 理 器 的 速 度 相 匹 配 ； 辅 存 追求 大 容 量 ， 以 满 足 对 计 算 机 的 容 量 要 求 ； 内 存 则 介 于 两 者 之间 ， 要 求 其 具 有 适 当 的 容 量 ， 能 容 纳 较 多 的 核 心 软 件 和 用 户程 序 ， 还 要 满 足 系 统 对 速 度 的 要 求 。 3.2 8086存 储 器 结 构3.2.1 存 储 器 的 组 织v 8086/8088系 统 的 存 储 器 空 间 以 字 节 为 单 位 储 存 信息 。 v 每 个 存 储 单 元 地 址 由 20位 二 进 制 数 组 成 ， 地 址 从 0开 始 编 号 ， 依 次 增 1， 为 了 书 写 方 便 ， 用 5位 十 六 进制 数 表 示 ， 其 物 理 地 址 范 围 是 00000H FFFFFH，且 地 址 码 为 无 符 号 数 。v 存 储 器 的 容 量 是 指 存 储 器 所 具 有 的 字 节 数 ， 通 常 以210=1024B为 基 本 单 位 ， 称 为 1KB。 为 了 表 示 更 大的 容 量 ， 也 使 用 MB(兆 字 节 )， GB(吉 字 节 )等 为 单 位 ，其 中 ：v 1KB =210B=1024B v 1MB=220B=1024KBv 1GB=230B=1024MB 存 储 器的 内 容 存储器的地址 物 理 地 址 ： 取 指 令 ： 物 理 地 址 =CS*24 + IP 取 OP数 ： 物 理 地 址 =DS（ ES） *24 + 偏 移 量 堆 栈 OP： 物 理 地 址 =SS*24 + SP逻 辑 地 址 与 物 理 地 址逻 辑 地 址 ： 段 地 址 ： 偏 移 地 址如 ： DS： DAT1 返 回 本 章 首 页 v 计 算 机 中 信 息 的 单 位二 进 制 位 Bit： 存 储 一 位 二 进 制 数 ： 0或 1字 节 Byte： 8个 二 进 制 位 ， D7 D0字 Word： 16位 ， 2个 字 节 ， D15 D0双 字 DWord： 32位 ， 4个 字 节 ， D31 D0v 最 低 有 效 位 LSB： 数 据 的 最 低 位 ， D0位v 最 高 有 效 位 MSB： 数 据 的 最 高 位 ， 对 应 字 节 、字 、 双 字 分 别 指 D7、 D15、 D31位 数 据 的 存 储 格 式D7 D0 00000H78H 00001H56H 00002H12H 00003H34H 00004H00005H00006H低 地 址 D7 D0 字 节D15 D0 字D31 D0 双 字每 个 存 储 单 元 都 有 一 个 编 号 ； 被 称为 存 储 器 地 址每 个 存 储 单 元 存 放 一 个 字 节 的 内 容0002H单 元 存 放 有 一 个 数 据 34H表 达 为 0002H 34H 多 字 节 数 据 存 放 方 式v 多 字 节 数 据 在 存 储 器 中 占 连 续 的 多 个 存 储 单元 ： 存 放 时 ， 低 字 节 存 入 低 地 址 ， 高 字 节 存 入 高 地址 ；表 达 时 ， 用 它 的 低 地 址 表 示 多 字 节 数 据 占 据 的地 址 空 间 。图 2.3中 2号 “ 字 ” 单 元 的 内 容 为 ：0002H = 1234H2号 “ 双 字 ” 单 元 的 内 容 为 ：0002H = 78561234H 80 x86处 理 器 采 用 “ 低 对 低 、 高 对高 ” 的 存 储 形 式 ， 被 称 为 “ 小 端 方 式Little Endian”。 相 对 应 还 存 在 “ 大 端 方 式 Big Endian”。 3.2 8086存 储 器 结 构v 计 算 机 通 过 存 储 单 元 的 地 址 来 访 问 其 内 容 的 。 8086 8088CPU是 16位 的 微 处 理 器 ， 访 问 时 既 可 以 按 字节 来 操 作 ， 也 可 以 按 字 来 处 理 。 一 个 字 （ 即 16位 ）占 据 连 续 的 两 个 存 储 单 元 。 v 若 将 一 个 字 存 入 存 储 器 ， 需 要 遵 循 “ 小 端 方 式 ” 的规 则 ， 即 ：v 一 个 字 占 据 两 个 相 邻 的 存 储 单 元 。v 低 位 字 节 存 入 低 地 址 ， 高 位 字 节 存 入 高 地 址 。v 字 的 地 址 由 低 字 节 地 址 来 表 示 ， 如 字 3456H的 地址 号 为 20000H。 v 同 样 ， 将 一 个 双 字 存 入 存 储 器 时 ， 也 需 要 遵 循 “ 小端 方 式 ” 的 规 则 3.2 8086存 储 器 结 构3.2.2 存 储 器 分 段 和 物 理 地 址 的 形 成v 1 分 段 方 法v 存 储 器 是 计 算 机 的 重 要 组 成 部 分 ， 当 要 访 问 某 个 存 储 单 元 时 ，首 先 必 须 获 得 该 单 元 的 物 理 地 址 。 v 于 8086地 址 总 线 为 20条 ， 可 寻 址 的 最 大 内 存 空 间 为 220（ 1M） 字 节 ， 其 物 理 地 址 范 围 是 00000H FFFFFH。 在8086中 ， CPU内 部 寄 存 器 都 是 16位 ， 直 接 寻 址 能 力 为 216（ 64KB） ， 地 址 范 围 是 0000H FFFFH。 v 8086 8088又 把 1MB的 存 储 空 间 划 分 成 若 干 个 逻 辑 段 ， 逻辑 地 址 由 段 基 址 和 偏 移 地 址 两 部 分 组 成 。 段 的 起 始 单 元 地 址叫 做 段 基 地 址 (简 称 段 基 址 )， 它 为 16的 整 数 倍 。 段 基 址 存 放于 段 寄 存 器 CS， DS， SS， ES中 。 v 每 个 逻 辑 段 有 相 应 的 逻 辑 地 址 LA(Logical Address)， 表 示为 ： 逻 辑 地 址 （ LA） =段 地 址 ： 偏 移 地 址 （ EA） 。 存 储 器 的 分 段 管 理v 8086CPU有 20条 地 址 线最 大 可 寻 址 空 间 为 220 1MB物 理 地 址 范 围 从 00000H FFFFFHv 8086CPU将 1MB空 间 分 成 许 多 逻 辑 段（ Segment）每 个 段 最 大 限 制 为 64KB段 地 址 的 低 4位 为 0000Bv 这 样 ， 一 个 存 储 单 元 除 具 有 一 个 唯 一 的 物 理地 址 外 ， 还 具 有 多 个 逻 辑 地 址 物 理 地 址 和 逻 辑 地 址v 对 应 每 个 物 理 存 储 单 元 都 有 一 个 唯 一的 20位 编 号 ， 就 是 物 理 地 址 ， 从00000H FFFFFH。v 分 段 后 在 用 户 编 程 时 ， 采 用 逻 辑 地 址 ，形 式 为 段 基 地 址 : 段 内 偏 移 地 址分 隔 符 逻 辑 地 址v 段 地 址 说 明 逻 辑 段 在 主 存 中 的 起 始 位 置v 8086规 定 段 地 址 必 须 是 模 16地 址 ： xxxx0Hv 省 略 低 4位 0000B， 段 地 址 就 可 以 用 16位 数 据 表示 ， 就 能 用 16位 段 寄 存 器 表 达 段 地 址v 偏 移 地 址 说 明 主 存 单 元 距 离 段 起 始 位 置 的 偏 移量v 每 段 不 超 过 64KB， 偏 移 地 址 也 可 用 16位 数 据 表示 物 理 地 址 和 逻 辑 地 址 的 转 换v 将 逻 辑 地 址 中 的 段 地 址 左 移 4位 ， 加 上偏 移 地 址 就 得 到 20位 物 理 地 址v 一 个 物 理 地 址 可 以 有 多 个 逻 辑 地 址逻 辑 地 址 1460:100、 1380:F00物 理 地 址 14700H 14700H14600H 100H14700H 13800H F00H14700H段 地 址 左 移 4位加 上 偏 移 地 址得 到 物 理 地 址 段 寄 存 器 和 逻 辑 段v 8086有 4个 16位 段 寄 存 器CS（ 代 码 段 ） 指 明 代 码 段 的 起 始 地 址SS（ 堆 栈 段 ） 指 明 堆 栈 段 的 起 始 地 址DS（ 数 据 段 ） 指 明 数 据 段 的 起 始 地 址ES（ 附 加 段 ） 指 明 附 加 段 的 起 始 地 址v 每 个 段 寄 存 器 用 来 确 定 一 个 逻 辑 段 的 起 始 地址 ， 每 种 逻 辑 段 均 有 各 自 的 用 途 各 个 逻 辑 段 独 立 各 个 逻 辑 段 重 叠 1MB空 间 的 分 段v 1MB空 间 最 多 能 分 成 多 少 个 段 ？每 隔 16个 存 储 单 元 就 可 以 开 始 一 个 段 ，所 以 1MB最 多 可 以 有 ：220 16 216 64K 个 段v 1MB空 间 最 少 能 分 成 多 少 个 段 ？每 隔 64K个 存 储 单 元 开 始 一 个 段 ，所 以 1MB最 少 可 以 有 ：220 216 16 个 段 3.2 8086存 储 器 结 构v 2 物 理 地 址 的 计 算v 8086 8088CPU中 有 一 个 地 址 加 法 器 ， 它 将 段 寄存 器 提 供 的 段 地 址 自 动 乘 以 10H（ 即 左 移 4位 ） ， 然后 与 16位 的 偏 移 地 址 相 加 ， 并 锁 存 在 物 理 地 址 锁 存器 中 ， 如 图 3.3所 示 。 如 逻 辑 地 址 0001H： 0010H生成 物 理 地 址 时 ， 将 段 地 址 0001H左 移 4位 为 00010H，再 与 偏 移 地 址 0010H相 加 即 可 得 到 物 理 地 址 00020H。v 20位 的 物 理 地 址 由 16位 段 地 址 和 16位 偏 移 地 址 合 成 。 3.2 8086存 储 器 结 构v 物 理 地 址 的 计 算 方 法 如 下 ：v 物 理 地 址 （ PA） =段 地 址 10H 偏 移 地 址 （ EA）v 也 就 是 说 ， 将 段 地 址 左 移 4位 再 加 上 偏 移 地 址 就 形 成 物 理 地址 。v 说 明 ： 图 3.3v 存 储 器 中 的 存 储 单 元 地 址 可 以 使 用 20位 的 物 理 地 址 表 示 ，也 可 以 使 用 逻 辑 地 址 表 示 ， 即 使 用 “ 段 地 址 ： 偏 移 地 址 ” 的方 式 表 示 。 逻 辑 地 址 是 在 程 序 中 使 用 的 ， 物 理 地 址 是 由 系 统转 换 自 动 生 成 的 。v 每 个 内 存 单 元 具 有 惟 一 的 物 理 地 址 ， 但 可 以 使 用 不 同 的逻 辑 地 址 来 描 述 ， 例 如 0001H： 0010H对 应 唯 一 的 物 理 地 址00020H， 但 该 物 理 地 址 又 可 以 由 逻 辑 地 址 0002： 0000H，等 来 描 述 。 v 除 非 专 门 指 定 ， 一 般 情 况 下 ， 各 段 在 存 储 器 中 的 分 配 由操 作 系 统 负 责 。v 段 的 大 小 由 程 序 决 定 ， 因 为 使 用 16位 偏 移 地 址 ， 所 以 每个 段 不 能 超 过 64KB， 当 然 也 不 一 定 必 须 等 于 64KB。 16位段 地 址 存 放 在 某 个 段 寄 存 器 中 。 3.2 8086存 储 器 结 构v 例 3.2.3： 计 算 下 列 逻 辑 地 址 对 应 的 物 理 地 址 。v 2017： 000AHv 2010： 007AHv 2410： 0031Hv 分 析 ： 逻 辑 地 址 是 以 “ 段 地 址 ： 偏 移 地 址 ” 的 形 式 表 达 存 储器 地 址 的 ， 而 物 理 地 址 由 如 下 公 式 计 算 得 出 ： 物 理 地 址（ PA） =段 地 址 16 偏 移 地 址 （ EA）v 解 ：v 物 理 地 址 （ PA） =2017H 10H+000AH=2017AHv 物 理 地 址 （ PA） =2010H 10H+007AH=2017AH v 物 理 地 址 （ PA） =2410H 10H+0021H=24121H 3.2 8086存 储 器 结 构v 3 段 的 种 类v 8086/088采 用 分 段 内 存 管 理 机 制 ， 允 许 程 序 员 将 程 序 划 分 为相 对 独 立 的 多 个 段 ， 这 些 段 各 有 各 的 用 途 。 8086 8088主要 包 括 下 列 4种 类 型 的 段 ：v 代 码 段 用 来 存 放 正 在 运 行 的 程 序 的 指 令 序 列 。v 数 据 段 用 来 存 放 当 前 运 行 程 序 所 用 到 的 数 据 。v 堆 栈 段 定 义 作 为 堆 栈 使 用 的 内 存 区 域 。 堆 栈 是 一 种 数 据结 构 ， 它 开 辟 了 一 个 以 后 进 先 出 方 式 访 问 的 存 储 区 。v 附 加 段 是 附 加 的 数 据 段 ， 它 是 一 个 辅 助 的 数 据 区 。v 例 如 ： 取 指 令 时 (CS)=2000H， (IP)=3500H， 则 被 取 指 令 的物 理 地 址 =(CS) 10H+(IP)=20000H+3500H=23500H。 v 又 如 ： 取 数 时 (DS)=1000H， 段 内 偏 移 地 址 =1000H， 则 被 取数 据 的 物 理 地 址=(DS) 10H+1000H=10000H+1000H=11000H。 3.2 8086存 储 器 结 构v 3.2.3 堆 栈 和 堆 栈 操 作v 1 堆 栈 的 概 念v 堆 栈 是 在 存 储 器 中 开 辟 的 一 个 特 殊 的 存 储 区 域 ， 该区 域 的 一 端 固 定 (称 为 固 定 端 )， 另 一 端 活 动 (称 为 活动 端 )， 且 只 允 许 数 据 从 活 动 端 进 出 。 v 堆 栈 中 数 据 的 存 取 也 遵 循 “ 先 进 后 出 ” 的 原 则 。 我们 把 堆 栈 的 活 动 端 称 为 栈 顶 ， 固 定 端 称 为 栈 底 。 堆栈 是 按 先 进 后 出 的 原 则 在 内 存 中 组 织 的 。 v 8086 8088的 堆 栈 的 伸 展 方 向 是 从 高 地 址 向 低 地 址 。8086 8088的 堆 栈 操 作 都 是 字 操 作 。 将 一 个 数 据 压入 堆 栈 称 为 进 栈 ， 进 栈 时 SP自 动 减 2， 进 栈 的 字 就存 放 在 新 增 加 的 两 个 单 元 内 。 把 一 个 数 从 栈 顶 弹 出称 为 出 栈 ， 出 栈 时 SP自 动 加 2， 弹 出 的 字 是 SP让 出的 两 个 单 元 的 内 容 . 3.2 8086存 储 器 结 构v 2 堆 栈 操 作v 它 可 分 为 两 类 操 作 ， 分 别 为 进 栈 和 出 栈 。 进 栈 时 是从 高 地 址 到 低 地 址 ， 出 栈 时 是 从 低 地 址 到 高 地 址 。进 栈 操 作 指 令 为 PUSH， 出 栈 操 作 为 POP， 后 面 章节 会 详 细 介 绍 。v （ 1） 进 栈v 把 一 个 数 据 压 入 堆 栈 ， 称 为 进 栈 。 将 一 个 数 据 压 入堆 栈 的 过 程 是 ： SP先 自 动 减 2， 指 出 新 的 栈 顶 ， 然后 再 将 数 据 入 栈 。v 例 3.2.5： 设 AX=1234H， SS=1000H， SP=0040H，将 寄 存 器 AX的 内 容 压 入 堆 栈 。v 首 先 SP-1， 将 高 字 节 数 据 12H压 入 1000FH单 元 ，然 后 SP再 减 1， 将 低 字 节 数 据 34H压 入 1000EH单 元 ，操 作 后 SP=100EH。 3.2 8086存 储 器 结 构v （ 2） 出 栈v 将 一 个 数 据 从 栈 中 弹 出 ， 称 为 出 栈 。 弹 出 的 过 程 是 ：将 数 据 从 栈 顶 弹 出 送 相 应 的 寄 存 器 单 元 ， 再 将 SP加2， 指 示 新 的 栈 顶 。v 例 3.2.6： 将 堆 栈 中 字 单 元 数 据 从 堆 栈 中 弹 出 送 寄存 器 AX中 。v 首 先 从 1000EH单 元 弹 出 低 字 节 数 据 34H到 AL， 把SP加 1指 向 当 前 栈 顶 ； 然 后 从 1000FH单 元 弹 出 高 字节 数 据 12H到 AH中 ， 再 把 SP加 1指 向 新 的 栈 顶 ， 操作 后 SP=10040H。 v 栈 的 位 置 由 堆 栈 段 寄 存 器 SS和 堆 栈 指 示 器 SP规 定 。SS负 责 给 出 当 前 堆 栈 段 的 基 址 ， SP指 示 当 前 堆 栈段 的 栈 顶 的 偏 移 地 址 。 注 意 这 里 的 基 址 ， 是 指 SS的内 容 ， 而 非 堆 栈 的 栈 底 。 8086规 定 ： 堆 栈 的 操 作 数字 长 是 16位 . 3.2 8086存 储 器 结 构v 3.2.4 特 殊 的 内 存 区 域v 8088/8086系 统 中 ， 有 些 内 存 区 域 的 作 用 是 固 定 的 ，用 户 不 能 随 便 使 用 ， 如 ：v 中 断 矢 量 区 ： 00000H 003FFH共 1K字 节 ， 用 以 存放 256种 中 断 类 型 的 中 断 矢 量 ， 每 个 中 断 矢 量 占 用 4个 字 节 ， 共 256 4=1024=1Kv 显 示 缓 冲 区 ： B0000H B0F9FH约 4000（ 25 80 2） 字 节 ， 是 单 色 显 示 器 的 显 示 缓 冲 区 ，存 放 文 本 方 式 下 ， 所 显 示 字 符 的 ASC 码 及 属 性 码 ；B8000H BBF3FH约 16K字 节 ， 是 彩 色 显 示 器 的 显示 缓 冲 区 ， 存 放 图 形 方 式 下 ， 屏 幕 显 示 象 素 的 代 码 。v 启 动 区 ： FFFF0H FFFFFH共 16个 单 元 ， 用 以 存放 一 条 无 条 件 转 移 指 令 的 代 码 ， 转 移 到 系 统 的 初 始化 部 分 。 3.3 存 储 器 与 CPU的 接 口v 3.3.1 存 储 器 芯 片 的 连 接 与 扩 展v 1. 存 储 器 芯 片 与 CPU的 连 接v (1) 地 址 线 的 连 接v 一 般 将 CPU地 址 线 的 低 位 地 址 与 存 储 器 芯 片 对 应 的 低 位 地 址相 连 接 。 CPU的 高 位 地 址 线 用 作 存 储 器 芯 片 扩 展 ， 或 者 其 他用 途 。v (2) 数 据 线 的 连 接v (3) 读 /写 命 令 线 的 连 接v 一 般 情 况 下 ， 存 储 器 的 读 /写 命 令 线 可 以 直 接 连 接 到 CPU的读 /写 控 制 端 ， 通 常 高 电 平 为 读 ， 低 电 平 为 写 。v 注 意 ： v 当 CPU和 存 储 器 的 读 、 写 控 制 端 是 分 开 的 ， 需 要 单 独 连接 ；v 当 CPU和 存 储 器 的 读 、 写 控 制 端 有 一 个 是 分 开 的 ， 另 一个 是 复 用 的 ， 则 需 要 设 计 相 应 的 逻 辑 电 路 来 连 接 。v (4) 片 选 信 号 线 的 连 接 3.3 存 储 器 与 CPU的 接 口v 2. 存 储 器 芯 片 的 扩 展v 存 储 器 芯 片 扩 展 的 方 法 有 以 下 两 种 ：v （ 1） 存 储 器 芯 片 的 位 扩 充v 适 用 场 合 ： 存 储 器 芯 片 的 容 量 满 足 存 储 器 系 统 的 要 求 ， 但 其 字 长 小 于 存储 器 系 统 的 要 求 。 例 3.3.1： 用 1K 4的 2114芯 片 构 成 lK 8的 存 储 器 系统 。v 分 析 ： 由 于 每 个 芯 片 的 容 量 为 1K， 故 满 足 存 储 器 系 统 的 容 量 要 求 。 但 由于 每 个 芯 片 只 能 提 供 4位 数 据 ， 故 需 用 2片 这 样 的 芯 片 ， 它 们 分 别 提 供 4位 数 据 至 系 统 的 数 据 总 线 ， 以 满 足 存 储 器 系 统 的 字 长 要 求 。v 设 计 要 点 ：v 将 每 个 芯 片 的 10位 地 址 线 按 引 脚 名 称 一 一 并 联 ， 按 次 序 逐 根 接 至 系 统地 址 总 线 的 低 10位 。 v 数 据 线 则 按 芯 片 编 号 连 接 ， 1号 芯 片 的 4位 数 据 线 依 次 接 至 系 统 数 据 总线 的 D0-D3， 2号 芯 片 的 4位 数 据 线 依 次 接 至 系 统 数 据 总 线 的 D4-D7。v 两 个 芯 片 的 端 并 在 一 起 后 接 至 系 统 控 制 总 线 的 存 储 器 写 信 号 （ 如 CPU为 8086/8088， 也 可 由 和 M或 IO/的 组 合 来 承 担 ） 。v 引 脚 也 分 别 并 联 后 接 至 地 址 译 码 器 的 输 出 ， 而 地 址 译 码 器 的 输 入 则 由系 统 地 址 总 线 的 高 位 来 承 担 。 3.3 存 储 器 与 CPU的 接 口v （ 2） 存 储 器 芯 片 的 字 扩 充v 适 用 场 合 ： 存 储 器 芯 片 的 字 长 符 合 存 储 器 系 统 的 要 求 ， 但 其容 量 太 小 。v 例 3.3.2： 用 2K 8的 2716 存 储 器 芯 片 组 成 8K 8的 存 储器 系 统 。v 分 析 ： 由 于 每 个 芯 片 的 字 长 为 8位 ， 故 满 足 存 储 器 系 统 的 字长 要 求 。 但 由 于 每 个 芯 片 只 能 提 供 2K个 存 储 单 元 ， 故 需 用 4片 这 样 的 芯 片 ， 以 满 足 存 储 器 系 统 的 容 量 要 求 。v 设 计 要 点 ： 同 位 扩 充 方 式 相 似 。v 先 将 每 个 芯 片 的 11位 地 址 线 按 引 脚 名 称 一 一 并 联 ， 然 后按 次 序 逐 根 接 至 系 统 地 址 总 线 的 低 11位 。 v 将 每 个 芯 片 的 8位 数 据 线 依 次 接 至 系 统 数 据 总 线 的 D0-D7。v 两 个 芯 片 的 端 并 在 一 起 后 接 至 系 统 控 制 总 线 的 存 储 器 读信 号 （ 这 样 连 接 的 原 因 同 位 扩 充 方 式 ） ，v 它 们 的 引 脚 分 别 接 至 地 址 译 码 器 的 不 同 输 出 ， 地 址 译 码器 的 输 入 则 由 系 统 地 址 总 线 的 高 位 来 承 担 。 3.3 存 储 器 与 CPU的 接 口v3.3.2 存 储 器 与 CPU的 连 接v1. 8086CPU的 最 小 模 式 与 静 态 RAM的 连 接v存 储 器 芯 片 选 用 静 态 RAM6116， 这 是 一 个2K 8位 的 存 储 器 芯 片 。 在 最 小 方 式 连 接 下 ，用 两 片 6116构 成 了 2KB的 16位 数 据 存 储 器 ，8086可 以 通 过 软 件 读 取 字 节 、 字 和 双 字 数 据 。v2、 ROM与 8086CPU的 连 接v只 读 存 储 器 与 8086系 统 总 线 连 接 ， 可 以 实 现程 序 存 储 器 。 3.3 存 储 器 与 CPU的 接 口v 3、 在 连 接 中 需 要 注 意 的 问 题v （ 1） CPU总 线 的 负 载 能 力v 在 设 计 CPU芯 片 时 ， 一 般 考 虑 其 输 出 线 的 直 流 负 载 能 力 ， 为带 一 个 TTL负 载 。 现 在 的 存 储 器 一 般 都 为 MOS电 路 ， 直 流 负载 很 小 .v （ 2） CPU的 时 序 和 存 储 器 的 存 取 速 度 之 间 的 配 合 问 题v CPU在 取 指 和 存 储 器 读 或 写 操 作 时 ， 是 有 固 定 时 序 的 ， 用 户要 根 据 这 些 来 确 定 对 存 储 器 存 取 速 度 的 要 求 ， 或 在 存 储 器 已经 确 定 的 情 况 下 ， 考 虑 是 否 需 要 Tw周 期 ， 以 及 如 何 实 现 。v （ 3） 存 储 器 的 地 址 分 配 和 片 选 问 题v 内 存 通 常 分 为 RAM和 ROM两 大 部 分 ， 而 RAM又 分 为 系 统 区(即 机 器 的 监 控 程 序 或 操 作 系 统 占 用 的 区 域 )和 用 户 区 ， 用 户区 又 分 成 数 据 区 和 程 序 区 ， ROM的 分 配 也 类 似 ， 所 以 内 存的 地 址 分 配 是 一 个 重 要 的 问 题 。 v （ 4） 控 制 信 号 的 连 接v CPU在 与 存 储 器 交 换 信 息 时 ， 通 常 有 以 下 几 个 控 制 信 号 (对8086来 说 )： /M（ IO/） ， ,以 及 WAIT信 号 。 这 些 信 号 如 何 与存 储 器 要 求 的 控 制 信 号 相 连 ， 以 实 现 所 需 的 控 制 功 能 。 习 题v 四 、 简 答 题v 1 微 型 计 算 机 中 常 用 的 存 储 器 有 哪 些 类 型 ？ 它 们各 有 何 特 点 ？v 2 试 说 明 存 储 器 系 统 的 主 要 性 能 指 标 。v 3 什 么 是 虚 拟 存 储 系 统 ?什 么 是 虚 存 容 量 和 实 存 容量 ?v 4 什 么 是 物 理 地 址 ？ 什 么 是 逻 辑 地 址 ？ 如 何 计 算物 理 地 址 ？v 5 设 一 个 由 20个 字 组 成 的 存 储 区 ， 段 起 始 地 址 为4701H， 偏 移 地 址 EA为 2012H。 分 别 计 算 该 存 储 区的 首 单 元 的 物 理 地 址 及 末 单 元 的 物 理 地 址 是 多 少 ？ v 6 堆 栈 的 意 义 为 何 ？ 简 述 堆 栈 的 基 本 操 作 ？ 习 题v 7 某 程 序 数 据 段 中 存 有 两 个 数 据 字 1234H和5A6BH， 若 已 知 DS=5AA0H， 它 们 的 偏 移 地 址 分别 为 245AH和 3245H， 试 画 出 它 们 在 储 存 器 中 的 存放 情 况v 8 一 个 存 储 器 系 统 包 括 2K RAM和 8K ROM， 分 别用 1K 4的 2114芯 片 和 2K 8的 2716芯 片 组 成 。 要求 ROM的 地 址 从 1000H开 始 ， RAM的 地 址 从3000H开 始 。 完 成 硬 件 连 线 及 相 应 的 地 址 分 配 表 。v 9 设 有 一 个 14位 地 址 和 8位 字 长 的 存 储 器 ， 问 ：v 存 储 器 能 存 储 多 少 信 息 ？v 如 果 存 储 器 由 位 芯 片 组 成 ， 需 要 多 少 片 ？ v 需 用 哪 几 位 高 位 地 址 来 做 片 选 译 码 产 生 芯 片 选 择信 号 ？ 逻 辑 段 分 配