微型計算機原理與應(yīng)用ppt課件

1、第六章第六章 存儲器設(shè)計存儲器設(shè)計本教案內(nèi)容本教案內(nèi)容第第6章章 存儲器設(shè)計存儲器設(shè)計1.存儲器分類及主要技術(shù)目的存儲器分類及主要技術(shù)目的 2.常用存儲器芯片引見常用存儲器芯片引見3.擴展存儲器設(shè)計擴展存儲器設(shè)計 擴展擴展位字節(jié)擴展位字節(jié)擴展字節(jié)和位擴展字節(jié)和位擴展存儲器地址譯碼存儲器地址譯碼擴展存儲器接口電路設(shè)計擴展存儲器接口電路設(shè)計總線負載才干總線負載才干6.3 擴展存儲器設(shè)計擴展存儲器設(shè)計u8088系統(tǒng)中存儲器的組成系統(tǒng)中存儲器的組成 6擴展存儲器接口電路設(shè)計擴展存儲器接口電路設(shè)計 8088 CPU的地址總線有的地址總線有20條，它的存儲器是以條，它的存儲器是以字節(jié)為存儲單元組成的，每個

2、字節(jié)對應(yīng)一個獨一的地字節(jié)為存儲單元組成的，每個字節(jié)對應(yīng)一個獨一的地址碼，所以具有址碼，所以具有1MB(1 048 576 B)的尋址才干。但的尋址才干。但8088 CPU 只需只需8條數(shù)據(jù)線，是準條數(shù)據(jù)線，是準16位微處置器，所位微處置器，所以存儲器的組成與普通以存儲器的組成與普通8位微機系統(tǒng)中存儲器接口電路位微機系統(tǒng)中存儲器接口電路的設(shè)計方法是一樣的。的設(shè)計方法是一樣的。例例. 在在8088系統(tǒng)總線上擴展設(shè)計系統(tǒng)總線上擴展設(shè)計8K字節(jié)的字節(jié)的SRAM存儲器電路。存儲器電路。SRAM芯片選用芯片選用Intel6264，起，起始地址從始地址從04000H開場，譯碼電開場，譯碼電路采用路采用74L

3、S。6.3 擴展存儲器設(shè)計擴展存儲器設(shè)計 計算此計算此RAM存儲區(qū)的最高地址為多少？存儲區(qū)的最高地址為多少？ 畫出此存儲器電路與系統(tǒng)總線的銜接圖。畫出此存儲器電路與系統(tǒng)總線的銜接圖。 計算此計算此RAM存儲區(qū)的最高地址為多少？存儲區(qū)的最高地址為多少？ 由于由于Intel 6264存儲容量為存儲容量為8K 8字節(jié)，字節(jié)，所以設(shè)計此存儲電路共需所以設(shè)計此存儲電路共需1片片6264芯片。因此最芯片。因此最高地址為：高地址為： 04000H+02000H-1=05FFFH6.3 擴展存儲器設(shè)計擴展存儲器設(shè)計 畫出此存儲器電路與系統(tǒng)總線的銜接圖畫出此存儲器電路與系統(tǒng)總線的銜接圖 80888088CPUC

4、PU最最大大方方式式系系統(tǒng)統(tǒng)總總線線D7-D0D7-D0A19-A16A19-A16A15-A0A15-A0MEMWMEMWMEMRMEMRIOWIOWIORIOR確定總線及總線信號確定總線及總線信號6.3 擴展存儲器設(shè)計擴展存儲器設(shè)計電路銜接電路銜接 A0 D0 A0 D0 A12 D7 A12 D7 WE WE OE OE CS1 CS2 CS1 CS2 片選信號片選信號A12A0D0D7MEMWD0D7+5VMEMR80888088CPUCPU最最大大方方式式系系統(tǒng)統(tǒng)總總線線 6264A19-A13A19-A136.3 擴展存儲器設(shè)計擴展存儲器設(shè)計A19 A18 A17 A16 A15

5、A14 A13 A12 A11 A10 A9A0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1片外尋址片外尋址與與6264芯片的芯片的A12 A0相連，作片內(nèi)尋址相連，作片內(nèi)尋址高位不變地址部分，去參與譯高位不變地址部分，去參與譯碼，作碼，作62646264的的 片選信號。片選信號。1CS8K 地址分析地址分析6.3 擴展存儲器設(shè)計擴展存儲器設(shè)計 譯碼電路設(shè)計方法譯碼電路設(shè)計方法1用用74LS公用譯碼公用譯碼器碼器碼A19A18A17A16MEMWA15A14MEMR片選信號片選信號A1374LS+5VG1 Y0G2A Y1G2B Y2 Y3

6、C Y4 B Y5A Y6 Y76.3 擴展存儲器設(shè)計擴展存儲器設(shè)計譯碼電路設(shè)計方法譯碼電路設(shè)計方法2用門電路譯碼用門電路譯碼MEMWMEMWMEMRMEMRA A1919A A1515A A1414A A1313A A1818A A1717A A16161111片選信號片選信號6.3 擴展存儲器設(shè)計擴展存儲器設(shè)計 MOV AX,0400H MOV AX,0400H MOV DS,AX MOV DS,AX MOV BX,0000H MOV BX,0000H MOV CX,8 MOV CX,8* *10241024 MOV AL,55H MOV AL,55HNEXT1: MOV BX,ALNEX

7、T1: MOV BX,AL CMP BX,AL CMP BX,AL JNZ ERROR JNZ ERROR INC BX INC BX LOOP NEXT1 LOOP NEXT1 編寫程序?qū)崿F(xiàn)對此存儲器區(qū)域進展自檢編寫程序?qū)崿F(xiàn)對此存儲器區(qū)域進展自檢6.3 擴展存儲器設(shè)計擴展存儲器設(shè)計 MOV BX,0000H MOV BX,0000H MOV AL,0AAH MOV AL,0AAHNEXT2: MOV BX,ALNEXT2: MOV BX,AL CMP BX,AL CMP BX,AL JNZ ERROR JNZ ERROR INC BX INC BX LOOP NEXT2 LOOP NEXT2

8、ERROR:ERROR:6.3 擴展存儲器設(shè)計擴展存儲器設(shè)計6.3 擴展存儲器設(shè)計擴展存儲器設(shè)計u8086系統(tǒng)中存儲器的組成系統(tǒng)中存儲器的組成 6擴展存儲器接口電路設(shè)計擴展存儲器接口電路設(shè)計 8086 CPU同同8088 CPU一樣，也有一樣，也有20條地址總條地址總線，其尋址才干達線，其尋址才干達1MB。不同之處是。不同之處是8086 CPU 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)總線是總線是16位的，與位的，與8086 CPU對應(yīng)的對應(yīng)的1MB存儲空間可存儲空間可分為兩個分為兩個512kB(524 288 B)的存儲體。其中一個存的存儲體。其中一個存儲體由奇地址的存儲單元儲體由奇地址的存儲單元(高字節(jié)高字節(jié))組成，另一

9、個存儲組成，另一個存儲體由偶地址的存儲單元體由偶地址的存儲單元(低字節(jié)低字節(jié))組成。前者稱為奇地組成。前者稱為奇地址的存儲體，后者稱為偶地址的存儲體。址的存儲體，后者稱為偶地址的存儲體。 6.3 擴展存儲器設(shè)計擴展存儲器設(shè)計u8086系統(tǒng)中存儲器的組成系統(tǒng)中存儲器的組成 A19A1A0BHECS A18A0奇(高字節(jié))地址存儲體512K 8D7D0D15D8D7D0CS A18A0偶(低字節(jié))地址存儲體512K 8D7D06.3 擴展存儲器設(shè)計擴展存儲器設(shè)計例例6.6 在在8086最小方式系統(tǒng)中，利用最小方式系統(tǒng)中，利用2片片Intel 6264構(gòu)成延續(xù)的構(gòu)成延續(xù)的RAM存儲區(qū)域，起始地存儲區(qū)

10、域，起始地址為址為00000H，求可用的最高，求可用的最高RAM地址，并利地址，并利用用74LS155設(shè)計譯碼電路，畫出此設(shè)計譯碼電路，畫出此RAM電路與電路與8086最小方式系統(tǒng)的銜接圖。最小方式系統(tǒng)的銜接圖。6.3 擴展存儲器設(shè)計擴展存儲器設(shè)計解：解：Intel 6264的存儲容量為的存儲容量為8k8，因此由，因此由2片片Intel 6264構(gòu)成延續(xù)的構(gòu)成延續(xù)的RAM存儲區(qū)域的總?cè)萘繛榇鎯^(qū)域的總?cè)萘繛?8kB16 kB=04000H，其可用的最高，其可用的最高RAM地址為：地址為：00000H04000H103FFFH 由于由于8086系統(tǒng)有系統(tǒng)有16位數(shù)據(jù)總線，因此應(yīng)將存儲位數(shù)據(jù)總線，

11、因此應(yīng)將存儲器模塊分成兩組：奇片和偶片，然后經(jīng)過譯碼電路器模塊分成兩組：奇片和偶片，然后經(jīng)過譯碼電路產(chǎn)生片選信號。產(chǎn)生片選信號。RAM電路與電路與8086最小方式系統(tǒng)的銜接最小方式系統(tǒng)的銜接 6.3 擴展存儲器設(shè)計擴展存儲器設(shè)計器器u 總線競爭的概念總線競爭的概念 u 負載的計算負載的計算 直流負載的估算直流負載的估算 NiIHiOHII1NiILiOLII1 交流負載的估算交流負載的估算 NiIiPCC1(3)(3)(2)(2)(1)(1)7CPU總線負載才干總線負載才干 器器u 板內(nèi)數(shù)據(jù)總線驅(qū)動與控制電路的設(shè)計板內(nèi)數(shù)據(jù)總線驅(qū)動與控制電路的設(shè)計 板內(nèi)雙向數(shù)據(jù)總線驅(qū)動是必需的，其驅(qū)動板內(nèi)雙向數(shù)

12、據(jù)總線驅(qū)動是必需的，其驅(qū)動器的控制一定要保證防止發(fā)生數(shù)據(jù)總線的競爭。器的控制一定要保證防止發(fā)生數(shù)據(jù)總線的競爭。防止發(fā)生競爭的原那么就是只需當防止發(fā)生競爭的原那么就是只需當CPUCPU讀本插件讀本插件板的數(shù)據(jù)時，才允許通向系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線的三態(tài)板的數(shù)據(jù)時，才允許通向系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線的三態(tài)門導(dǎo)通。其他任何時辰，這些三態(tài)門必需呈現(xiàn)門導(dǎo)通。其他任何時辰，這些三態(tài)門必需呈現(xiàn)高阻形狀。作為微機系統(tǒng)設(shè)計者，假設(shè)要設(shè)計高阻形狀。作為微機系統(tǒng)設(shè)計者，假設(shè)要設(shè)計一塊插在總線上的插件板，只需滿足上述原那一塊插在總線上的插件板，只需滿足上述原那么，就可以防止總線競爭，設(shè)計出適用的插件么，就可以防止總線競爭，設(shè)計出適用的插件板

13、。板。6.3 擴展存儲器設(shè)計擴展存儲器設(shè)計器器 例：假設(shè)要在例：假設(shè)要在PC/XTPC/XT總線上擴展內(nèi)存，地址總線上擴展內(nèi)存，地址為為A4000HA4FFFHA4000HA4FFFH，試設(shè)計該內(nèi)存擴展，試設(shè)計該內(nèi)存擴展( (卡卡) )插件板插件板的板內(nèi)數(shù)據(jù)總線驅(qū)動與控制電路。的板內(nèi)數(shù)據(jù)總線驅(qū)動與控制電路。6.3 擴展存儲器設(shè)計擴展存儲器設(shè)計器器A19 A18 A17 A16 A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9A0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1板外尋址板外尋址插件板板內(nèi)存儲器地址范圍插件板板內(nèi)存儲器地址范圍高位

14、不變地址部分，去參與譯碼，高位不變地址部分，去參與譯碼，作作74LS24574LS245的數(shù)據(jù)有效選通訊號的數(shù)據(jù)有效選通訊號E E4K地址分析地址分析6.3 擴展存儲器設(shè)計擴展存儲器設(shè)計器器板內(nèi)數(shù)據(jù)總線驅(qū)動與控制電路的設(shè)計板內(nèi)數(shù)據(jù)總線驅(qū)動與控制電路的設(shè)計D DI IR RE ED D0 0 D D7 7X XD D0 0 X XD D7 77 74 4L LS S2 24 45 5M ME EM MW WA A0 0A A7 7B B0 0B B7 7M ME EM MR RA A1 19 9A A1 17 7A A1 14 4A A1 18 8A A1 16 6A A1 15 5A A1 1

15、3 3A A1 12 2插件板板內(nèi)方插件板板內(nèi)方系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線CPUCPU方方.6.3 擴展存儲器設(shè)計擴展存儲器設(shè)計器器板內(nèi)數(shù)據(jù)總線驅(qū)動與控制電路的設(shè)計板內(nèi)數(shù)據(jù)總線驅(qū)動與控制電路的設(shè)計D DI IR RE ED D0 0 D D7 7X XD D0 0 X XD D7 77 74 4L LS S2 24 45 5M ME EM MW WA A0 0A A7 7B B0 0B B7 7M ME EM MR RA A1 19 9A A1 17 7A A1 14 4A A1 18 8A A1 16 6A A1 15 5A A1 13 3A A1 12 2插件板板內(nèi)方插件板板內(nèi)方系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線CP

16、UCPU方方.板內(nèi)數(shù)據(jù)總板內(nèi)數(shù)據(jù)總線驅(qū)動器線驅(qū)動器控制電路控制電路器器內(nèi)存板板內(nèi)雙向數(shù)據(jù)總線驅(qū)動器需求仔細進展控制，內(nèi)存板板內(nèi)雙向數(shù)據(jù)總線驅(qū)動器需求仔細進展控制，防止總線競爭發(fā)生。要防止總線競爭應(yīng)做好以下三件防止總線競爭發(fā)生。要防止總線競爭應(yīng)做好以下三件事：事： 牢記防止總線競爭的原那么。牢記防止總線競爭的原那么。 A. A.只需當只需當CPUCPU讀板內(nèi)內(nèi)存單元時，驅(qū)動器指向系讀板內(nèi)內(nèi)存單元時，驅(qū)動器指向系統(tǒng)總線的三態(tài)門才允許導(dǎo)通；統(tǒng)總線的三態(tài)門才允許導(dǎo)通； B. B.只需當只需當CPUCPU寫板內(nèi)內(nèi)存單元時，驅(qū)動器指向板寫板內(nèi)內(nèi)存單元時，驅(qū)動器指向板內(nèi)的三態(tài)門是導(dǎo)通的；內(nèi)的三態(tài)門是導(dǎo)通的；

17、 C. C.當當CPUCPU不去尋址板內(nèi)內(nèi)存時，驅(qū)動器兩邊均處不去尋址板內(nèi)內(nèi)存時，驅(qū)動器兩邊均處于高阻形狀。于高阻形狀。6.3 擴展存儲器設(shè)計擴展存儲器設(shè)計器器v 分析板內(nèi)內(nèi)存地址的特征。經(jīng)過對板內(nèi)內(nèi)存地址的分析板內(nèi)內(nèi)存地址的特征。經(jīng)過對板內(nèi)內(nèi)存地址的v 分析，找出規(guī)律，即地址特征。分析，找出規(guī)律，即地址特征。v 根據(jù)地址特征畫出總線驅(qū)動及控制電路。根據(jù)地址特征畫出總線驅(qū)動及控制電路。v 數(shù)據(jù)總線雙向驅(qū)動器數(shù)據(jù)總線雙向驅(qū)動器74LS245的的E數(shù)據(jù)有效信數(shù)據(jù)有效信號及控制電路的設(shè)計方法是：號及控制電路的設(shè)計方法是：v 根據(jù)分配給插件板板內(nèi)內(nèi)存的地址范圍，分析其特征，根據(jù)分配給插件板板內(nèi)內(nèi)存的地

18、址范圍，分析其特征，找出高位找出高位v 地址不變部分，對高位不變地址進展譯碼。譯碼時，地址不變部分，對高位不變地址進展譯碼。譯碼時，一切為一切為1的的v 地址相與非，一切地址相與非，一切0地址相或。地址相或。v 譯碼時，譯碼時，/MEMR、/MEMW相與參與譯碼。相與參與譯碼。/MEMR/MEMR/MEMW/MEMW6.3 擴展存儲器設(shè)計擴展存儲器設(shè)計器器插件板的板內(nèi)既有內(nèi)存，也有插件板的板內(nèi)既有內(nèi)存，也有I/OI/O接口端口接口端口 例：在例：在PCPCXTXT總線上擴展一塊插件板，板內(nèi)的內(nèi)總線上擴展一塊插件板，板內(nèi)的內(nèi)存地址為存地址為E0000H-EFFFFHE0000H-EFFFFH。板

19、內(nèi)的。板內(nèi)的I/OI/O接口地址為接口地址為2A0H-2BFH2A0H-2BFH，試畫出該插件板板內(nèi)數(shù)據(jù)總線驅(qū)動與，試畫出該插件板板內(nèi)數(shù)據(jù)總線驅(qū)動與控制電路?？刂齐娐?。6.3 擴展存儲器設(shè)計擴展存儲器設(shè)計器器地址分析地址分析:插件板板內(nèi)存儲器地址范圍插件板板內(nèi)存儲器地址范圍(E0000H-EFFFFH)插件板板內(nèi)存儲器地址范圍插件板板內(nèi)存儲器地址范圍64KB64KBA19 A18 A17 A16 A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 01 1 1 01 1 1 1 1 1 1 1板外尋址板外尋址高位不變地址部分，去參與譯碼高位不

20、變地址部分，去參與譯碼6.3 擴展存儲器設(shè)計擴展存儲器設(shè)計器器畫出在該例題中，插件板板內(nèi)內(nèi)存畫出在該例題中，插件板板內(nèi)內(nèi)存64KB地址范圍的存儲器地址譯碼控制電路地址范圍的存儲器地址譯碼控制電路只需該或門輸出低電平只需該或門輸出低電平有效信號，才允許有效信號，才允許CPU讀寫板內(nèi)內(nèi)存。讀寫板內(nèi)內(nèi)存。6.3 擴展存儲器設(shè)計擴展存儲器設(shè)計器器地址分析地址分析:插件板板內(nèi)插件板板內(nèi)I/O地址范圍地址范圍(2A0H-2BFH) A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 B 1 0 1 0 1 高位不變地址部分，去參與譯碼，高位不變地址部分，去參與譯碼，0 0 0 0 11 1 1 1 1插件