微型計(jì)算機(jī)原理與應(yīng)用ppt課件

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

2、字節(jié)對(duì)應(yīng)一個(gè)獨(dú)一的地字節(jié)為存儲(chǔ)單元組成的，每個(gè)字節(jié)對(duì)應(yīng)一個(gè)獨(dú)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(zhǔn)條數(shù)據(jù)線，是準(zhǔn)16位微處置器，所位微處置器，所以存儲(chǔ)器的組成與普通以存儲(chǔ)器的組成與普通8位微機(jī)系統(tǒng)中存儲(chǔ)器接口電路位微機(jī)系統(tǒng)中存儲(chǔ)器接口電路的設(shè)計(jì)方法是一樣的。的設(shè)計(jì)方法是一樣的。例例. 在在8088系統(tǒng)總線上擴(kuò)展設(shè)計(jì)系統(tǒng)總線上擴(kuò)展設(shè)計(jì)8K字節(jié)的字節(jié)的SRAM存儲(chǔ)器電路。存儲(chǔ)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(chǎng)，譯碼電開場(chǎng)，譯碼電路采用路采用74L

3、S。6.3 擴(kuò)展存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)擴(kuò)展存儲(chǔ)器設(shè)計(jì) 計(jì)算此計(jì)算此RAM存儲(chǔ)區(qū)的最高地址為多少？存儲(chǔ)區(qū)的最高地址為多少？ 畫出此存儲(chǔ)器電路與系統(tǒng)總線的銜接圖。畫出此存儲(chǔ)器電路與系統(tǒng)總線的銜接圖。 計(jì)算此計(jì)算此RAM存儲(chǔ)區(qū)的最高地址為多少？存儲(chǔ)區(qū)的最高地址為多少？ 由于由于Intel 6264存儲(chǔ)容量為存儲(chǔ)容量為8K 8字節(jié)，字節(jié)，所以設(shè)計(jì)此存儲(chǔ)電路共需所以設(shè)計(jì)此存儲(chǔ)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(kuò)展存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)擴(kuò)展存儲(chǔ)器設(shè)計(jì) 畫出此存儲(chǔ)器電路與系統(tǒng)總線的銜接圖畫出此存儲(chǔ)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(hào)確定總線及總線信號(hào)6.3 擴(kuò)展存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)擴(kuò)展存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)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(hào)片選信號(hào)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(kuò)展存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)擴(kuò)展存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)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(hào)。片選信號(hào)。1CS8K 地址分析地址分析6.3 擴(kuò)展存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)擴(kuò)展存儲(chǔ)器設(shè)計(jì) 譯碼電路設(shè)計(jì)方法譯碼電路設(shè)計(jì)方法1用用74LS公用譯碼公用譯碼器碼器碼A19A18A17A16MEMWA15A14MEMR片選信號(hào)片選信號(hào)A1374LS+5VG1 Y0G2A Y1G2B Y2 Y3

6、C Y4 B Y5A Y6 Y76.3 擴(kuò)展存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)擴(kuò)展存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)譯碼電路設(shè)計(jì)方法譯碼電路設(shè)計(jì)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(hào)片選信號(hào)6.3 擴(kuò)展存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)擴(kuò)展存儲(chǔ)器設(shè)計(jì) 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(duì)此存儲(chǔ)器區(qū)域進(jìn)展自檢編寫程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)此存儲(chǔ)器區(qū)域進(jìn)展自檢6.3 擴(kuò)展存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)擴(kuò)展存儲(chǔ)器設(shè)計(jì) 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(kuò)展存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)擴(kuò)展存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)6.3 擴(kuò)展存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)擴(kuò)展存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)u8086系統(tǒng)中存儲(chǔ)器的組成系統(tǒng)中存儲(chǔ)器的組成 6擴(kuò)展存儲(chǔ)器接口電路設(shè)計(jì)擴(kuò)展存儲(chǔ)器接口電路設(shè)計(jì) 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(dá)線，其尋址才干達(dá)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(duì)應(yīng)的對(duì)應(yīng)的1MB存儲(chǔ)空間可存儲(chǔ)空間可分為兩個(gè)分為兩個(gè)512kB(524 288 B)的存儲(chǔ)體。其中一個(gè)存的存儲(chǔ)體。其中一個(gè)存儲(chǔ)體由奇地址的存儲(chǔ)單元儲(chǔ)體由奇地址的存儲(chǔ)單元(高字節(jié)高字節(jié))組成，另一

9、個(gè)存儲(chǔ)組成，另一個(gè)存儲(chǔ)體由偶地址的存儲(chǔ)單元體由偶地址的存儲(chǔ)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(chǔ)體，后者稱為偶地址的存儲(chǔ)體。址的存儲(chǔ)體，后者稱為偶地址的存儲(chǔ)體。 6.3 擴(kuò)展存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)擴(kuò)展存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)u8086系統(tǒng)中存儲(chǔ)器的組成系統(tǒng)中存儲(chǔ)器的組成 A19A1A0BHECS A18A0奇(高字節(jié))地址存儲(chǔ)體512K 8D7D0D15D8D7D0CS A18A0偶(低字節(jié))地址存儲(chǔ)體512K 8D7D06.3 擴(kuò)展存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)擴(kuò)展存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)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(chǔ)區(qū)域，起始地存儲(chǔ)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(jì)譯碼電路，畫出此設(shè)計(jì)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(kuò)展存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)擴(kuò)展存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)解：解：Intel 6264的存儲(chǔ)容量為的存儲(chǔ)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(chǔ)區(qū)域的總?cè)萘繛榇鎯?chǔ)區(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(chǔ)位數(shù)據(jù)總線，

11、因此應(yīng)將存儲(chǔ)器模塊分成兩組：奇片和偶片，然后經(jīng)過(guò)譯碼電路器模塊分成兩組：奇片和偶片，然后經(jīng)過(guò)譯碼電路產(chǎn)生片選信號(hào)。產(chǎn)生片選信號(hào)。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(kuò)展存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)擴(kuò)展存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)器器u 總線競(jìng)爭(zhēng)的概念總線競(jìng)爭(zhēng)的概念 u 負(fù)載的計(jì)算負(fù)載的計(jì)算 直流負(fù)載的估算直流負(fù)載的估算 NiIHiOHII1NiILiOLII1 交流負(fù)載的估算交流負(fù)載的估算 NiIiPCC1(3)(3)(2)(2)(1)(1)7CPU總線負(fù)載才干總線負(fù)載才干 器器u 板內(nèi)數(shù)據(jù)總線驅(qū)動(dòng)與控制電路的設(shè)計(jì)板內(nèi)數(shù)據(jù)總線驅(qū)動(dòng)與控制電路的設(shè)計(jì) 板內(nèi)雙向數(shù)據(jù)總線驅(qū)動(dòng)是必需的，其驅(qū)動(dòng)板內(nèi)雙向數(shù)

12、據(jù)總線驅(qū)動(dòng)是必需的，其驅(qū)動(dòng)器的控制一定要保證防止發(fā)生數(shù)據(jù)總線的競(jìng)爭(zhēng)。器的控制一定要保證防止發(fā)生數(shù)據(jù)總線的競(jìng)爭(zhēng)。防止發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)的原那么就是只需當(dāng)防止發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)的原那么就是只需當(dāng)CPUCPU讀本插件讀本插件板的數(shù)據(jù)時(shí)，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(shí)，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(shí)辰，這些三態(tài)門必需呈現(xiàn)門導(dǎo)通。其他任何時(shí)辰，這些三態(tài)門必需呈現(xiàn)高阻形狀。作為微機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)者，假設(shè)要設(shè)計(jì)高阻形狀。作為微機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)者，假設(shè)要設(shè)計(jì)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(jìng)爭(zhēng)，設(shè)計(jì)出適用的插件么，就可以防止總線競(jìng)爭(zhēng)，設(shè)計(jì)出適用的插件板

13、。板。6.3 擴(kuò)展存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)擴(kuò)展存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)器器 例：假設(shè)要在例：假設(shè)要在PC/XTPC/XT總線上擴(kuò)展內(nèi)存，地址總線上擴(kuò)展內(nèi)存，地址為為A4000HA4FFFHA4000HA4FFFH，試設(shè)計(jì)該內(nèi)存擴(kuò)展，試設(shè)計(jì)該內(nèi)存擴(kuò)展( (卡卡) )插件板插件板的板內(nèi)數(shù)據(jù)總線驅(qū)動(dòng)與控制電路。的板內(nèi)數(shù)據(jù)總線驅(qū)動(dòng)與控制電路。6.3 擴(kuò)展存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)擴(kuò)展存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)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(chǔ)器地址范圍插件板板內(nèi)存儲(chǔ)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(hào)的數(shù)據(jù)有效選通訊號(hào)E E4K地址分析地址分析6.3 擴(kuò)展存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)擴(kuò)展存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)器器板內(nèi)數(shù)據(jù)總線驅(qū)動(dòng)與控制電路的設(shè)計(jì)板內(nèi)數(shù)據(jù)總線驅(qū)動(dòng)與控制電路的設(shè)計(jì)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(kuò)展存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)擴(kuò)展存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)器器板內(nèi)數(shù)據(jù)總線驅(qū)動(dòng)與控制電路的設(shè)計(jì)板內(nèi)數(shù)據(jù)總線驅(qū)動(dòng)與控制電路的設(shè)計(jì)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(dòng)器線驅(qū)動(dòng)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(dòng)器需求仔細(xì)進(jìn)展控制，內(nèi)存板板內(nèi)雙向數(shù)據(jù)總線驅(qū)動(dòng)器需求仔細(xì)進(jìn)展控制，防止總線競(jìng)爭(zhēng)發(fā)生。要防止總線競(jìng)爭(zhēng)應(yīng)做好以下三件防止總線競(jìng)爭(zhēng)發(fā)生。要防止總線競(jìng)爭(zhēng)應(yīng)做好以下三件事：事： 牢記防止總線競(jìng)爭(zhēng)的原那么。牢記防止總線競(jìng)爭(zhēng)的原那么。 A. A.只需當(dāng)只需當(dāng)CPUCPU讀板內(nèi)內(nèi)存單元時(shí)，驅(qū)動(dòng)器指向系讀板內(nèi)內(nèi)存單元時(shí)，驅(qū)動(dòng)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(dāng)只需當(dāng)CPUCPU寫板內(nèi)內(nèi)存單元時(shí)，驅(qū)動(dòng)器指向板寫板內(nèi)內(nèi)存單元時(shí)，驅(qū)動(dòng)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(dāng)當(dāng)CPUCPU不去尋址板內(nèi)內(nèi)存時(shí)，驅(qū)動(dòng)器兩邊均處不去尋址板內(nèi)內(nèi)存時(shí)，驅(qū)動(dòng)器兩邊均處于高阻形狀。于高阻形狀。6.3 擴(kuò)展存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)擴(kuò)展存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)器器v 分析板內(nèi)內(nèi)存地址的特征。經(jīng)過(guò)對(duì)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(guò)對(duì)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(dòng)及控制電路。根據(jù)地址特征畫出總線驅(qū)動(dòng)及控制電路。v 數(shù)據(jù)總線雙向驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)總線雙向驅(qū)動(dòng)器74LS245的的E數(shù)據(jù)有效信數(shù)據(jù)有效信號(hào)及控制電路的設(shè)計(jì)方法是：號(hào)及控制電路的設(shè)計(jì)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(duì)高位不變地址進(jìn)展譯碼。譯碼時(shí)，地址不變部分，對(duì)高位不變地址進(jìn)展譯碼。譯碼時(shí)，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(shí)，譯碼時(shí)，/MEMR、/MEMW相與參與譯碼。相與參與譯碼。/MEMR/MEMR/MEMW/MEMW6.3 擴(kuò)展存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)擴(kuò)展存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)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(kuò)展一塊插件板，板內(nèi)的內(nèi)總線上擴(kuò)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(dòng)與，試畫出該插件板板內(nèi)數(shù)據(jù)總線驅(qū)動(dòng)與控制電路?？刂齐娐?。6.3 擴(kuò)展存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)擴(kuò)展存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)器器地址分析地址分析:插件板板內(nèi)存儲(chǔ)器地址范圍插件板板內(nèi)存儲(chǔ)器地址范圍(E0000H-EFFFFH)插件板板內(nèi)存儲(chǔ)器地址范圍插件板板內(nèi)存儲(chǔ)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(kuò)展存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)擴(kuò)展存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)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(chǔ)器地址譯碼控制電路地址范圍的存儲(chǔ)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(hào)，才允許有效信號(hào)，才允許CPU讀寫板內(nèi)內(nèi)存。讀寫板內(nèi)內(nèi)存。6.3 擴(kuò)展存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)擴(kuò)展存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)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