计算机组成原理之存储扩展与地址译码.ppt

4、存储系统和结构;4.1主存储器的组织 ;4.1.1主存储器的基本结构 ;4.1.1主存储器的基本结构（续） ;4.1.2主存储器的存储单元 ;4.1.2主存储器的存储单元（续）;4.1.3主存储器的主要技术指标 ;2.存取速度 ⑴ 存取时间Ta 存取时间又称为访问时间或读写时间，它是指从启动一次存储器操作到完成该操作所经历的时间。例如：读出时间是指从CPU向主存发出有效地址和读命令开始，直到将被选单元的内容读出为止所用的时间；写入时间是指从CPU向主存发出有效地址和写命令开始，直到信息写入被选中单元为止所用的时间。显然Ta越小，存取速度越快。;2.存取速度（续） ⑵ 存取周期Tm 存取周期又可称作读写周期、访内周期，是指主存进行一次完整的读写操作所需的全部时间，即连续两次访问存储器操作之间所需要的最短时间。显然，一般情况下，Tm＞Ta。这是因为对于任何一种存储器，在读写操作之后，总要有一段恢复内部状态的复原时间。对于破坏性读出的RAM，存取周期往往比存取时间要大得多，甚至可以达到Tm=2Ta，这是因为存储器中的信息读出后需要马上进行重写（再生）。;2.存取速度（续） ⑶ 主存带宽Bm 主存的带宽又称为数据传输率，表示每秒从主存进出信息的最大数量，单位为字每秒或字节每秒或位每秒。目前，主存提供信息的速度还跟不上CPU处理指令和数据的速度，所以，主存的带宽是改善计算机系统瓶颈的一个关键因素。为了提高主存的带宽，可以采取的措施有： 缩短存取周期； 增加存储字长； 增加存储体。 ;3.可靠性 可靠性是指在规定的时间内，存储器无故障读写的概率。通常，用平均无故障时间MTBF来衡量可靠性。 4.功耗 功耗是一个不可忽视的问题，它反映了存储器件耗电的多少，同时也反映了其发热的程度。通常希望功耗要小，这对存储器件的工作稳定性有好处。大多数半导体存储器的工作功耗与维持功耗是不同的，后者大大地小于前者。 ;4.2主存储器的连接与控制 ;4.2.1主存容量的扩展 ;1.位扩展 位扩展是指只在位数方向扩展（加大字长），而芯片的字数和存储器的字数是一致的。位扩展的连接方式是将各存储芯片的地址线、片选线和读写线相应地并联起来，而将各芯片的数据线单独列出。 如用64K×1的SRAM芯片组成64K×8的存储器，所需芯片数为： 64K×8/64K×1=8片;1.位扩展（续） CPU将提供16根地址线、8根数据线与存储器相连；而存储芯片仅有16根地址线、1根数据线。具体的连接方法是：8个芯片的地址线A15～A0分别连在一起，各芯片的片选信号/CS以及读写控制信号/WE也都分别连到一起，只有数据线D7～D0各自独立，每片代表一位。 当CPU访问该存储器时，其发出的地址和控制信号同时传给8个芯片，选中每个芯片的同一单元，相应单元的内容被同时读至数据总线的各位，或将数据总线上的内容分别同时写入相应单元。 ;位扩展连接举例 ;2.字扩展 字扩展是指仅在字数方向扩展，而位数不变。字扩展将芯片的地址线、数据线、读写线并联，由片选信号来区分各个芯片。 如用16K×8的SRAM组成64K×8的存储器，所需芯片数为： 64K×8/16K×8=4片;2.字扩展（续） ;字扩展连接举例 ;2.字扩展（续） ;3.字和位同时扩展 当构成一个容量较大的存储器时，往往需要在字数方向和位数方向上同时扩展，这将是前两种扩展的组合，实现起来也是很容易的。 ;字和位同时扩展连接举例 ;地址译码介绍;片内译码;片内译码;2.存储芯片片选端的译码;地址扩充（字扩充）;片选端常有效;地址重复;⑴ 译码和译码器;译码的概念;门电路译码;译码器74LS138;译码器74LS138的功能表;⑵ 全译码;全译码示例;1C000H 1DFFFH;⑶ 部分译码;部分译码示例;部分译码示例——地址分析;⑷ 线选译码;线选译码示例;线选译码示例——地址分析;片选端译码小结