计算机组成原理-第二版-唐朔飞著-课后习题详解(完整资料).doc 下载本文

6. 某机字长为32位,其存储容量是64KB,按字编址它的寻址范围是多少?若主存以字节编址,试画出主存字地址和字节地址的分配情况。

解:存储容量是64KB时,按字节编址的寻址范围就是64K, 如按字编址,其寻址范围为:64K / (32/8)= 16K

主存字地址和字节地址的分配情况:如图

字节地址字地址0000H0001H0002H0003H0004H0005H0006H0007H0008H0009H0000H 0001H0002H

7. 一个容量为16K×32位的存储器,其地址线和数据线的总和是多少?当选用下列不同规格的存储芯片时,各需要多少片? 1K×4位,2K×8位,4K×4位,16K×1位,4K×8位,8K×8位

解:地址线和数据线的总和 = 14 + 32 = 46根; 选择不同的芯片时,各需要的片数为: 1K×4:(16K×32) / (1K×4) = 16×8 = 128片 2K×8:(16K×32) / (2K×8) = 8×4 = 32片 4K×4:(16K×32) / (4K×4) = 4×8 = 32片 16K×1:(16K×32)/ (16K×1) = 1×32 = 32片 4K×8:(16K×32)/ (4K×8) = 4×4 = 16片 8K×8:(16K×32) / (8K×8) = 2×4 = 8片

8. 试比较静态RAM和动态RAM。 答:略。(参看课件)

9. 什么叫刷新?为什么要刷新?说明刷新有几种方法。 解:刷新:对DRAM定期进行的全部重写过程;

刷新原因:因电容泄漏而引起的DRAM所存信息的衰减需要及时补充,因此安排了定期刷新操作;

常用的刷新方法有三种:集中式、分散式、异步式。

集中式:在最大刷新间隔时间内,集中安排一段时间进行刷新,存在CPU访存死时间。

分散式:在每个读/写周期之后插入一个刷新周期,无CPU访存死时间。

异步式:是集中式和分散式的折衷。

10. 半导体存储器芯片的译码驱动方式有几种? 解:半导体存储器芯片的译码驱动方式有两种:线选法和重合法。 线选法:地址译码信号只选中同一个字的所有位,结构简单,费器材;

重合法:地址分行、列两部分译码,行、列译码线的交叉点即为所选单元。这种方法通过行、列译码信号的重合来选址,也称矩阵译码。可大大节省器材用量,是最常用的译码驱动方式。

11. 一个8K×8位的动态RAM芯片,其内部结构排列成256×256形式,存取周期为0.1μs。试问采用集中刷新、分散刷新和异步刷新三种方式的刷新间隔各为多少?

解:采用分散刷新方式刷新间隔为:2ms,其中刷新死时间为:256×0.1μs=25.6μs

采用分散刷新方式刷新间隔为:256×(0.1μs+×0.1μs)=51.2μs

采用异步刷新方式刷新间隔为:2ms

12. 画出用1024×4位的存储芯片组成一个容量为64K×8位的存储器逻辑框图。要求将64K分成4个页面,每个页面分16组,

指出共需多少片存储芯片。 解:设采用SRAM芯片,则:

总片数 = (64K×8位) / (1024×4位)= 64×2 = 128片 题意分析:本题设计的存储器结构上分为总体、页面、组三级,因此画图时也应分三级画。首先应确定各级的容量:

页面容量 = 总容量 / 页面数 = 64K×8 / 4 = 16K×8位,4片16K×8字串联成64K×8位

组容量 = 页面容量 / 组数 = 16K×8位 / 16 = 1K×8位,16片1K×8位字串联成16K×8位

组内片数 = 组容量 / 片容量 = 1K×8位 / 1K×4位 = 2片,两片1K×4位芯片位并联成1K×8位

存储器逻辑框图:(略)。

13. 设有一个64K×8位的RAM芯片,试问该芯片共有多少个基本单元电路(简称存储基元)?欲设计一种具有上述同样多存储基元的芯片,要求对芯片字长的选择应满足地址线和数据线的总和为最小,试确定这种芯片的地址线和数据线,并说明有几种解答。

解:存储基元总数 = 64K×8位 = 512K位 = 219位;

思路:如要满足地址线和数据线总和最小,应尽量把存储元安排在字向,因为地址位数和字数成2的幂的关系,可较好地压缩线数。

设地址线根数为a,数据线根数为b,则片容量为:2a×b = 219;b = 219-a;

若a = 19,b = 1,总和 = 19+1 = 20; a = 18,b = 2,总和 = 18+2 = 20; a = 17,b = 4,总和 = 17+4 = 21; a = 16,b = 8,总和 = 16+8 = 24; …… ……

由上可看出:芯片字数越少,芯片字长越长,引脚数越多。芯片字数减1、芯片位数均按2的幂变化。

结论:如果满足地址线和数据线的总和为最小,这种芯片的引脚分配方案有两种:地址线 = 19根,数据线 = 1根;或地址线 = 18根,数据线 = 2根。

14. 某8位微型机地址码为18位,若使用4K×4位的RAM芯片组成模块板结构的存储器,试问:

(1)该机所允许的最大主存空间是多少?

(2)若每个模块板为32K×8位,共需几个模块板? (3)每个模块板内共有几片RAM芯片? (4)共有多少片RAM?

(5)CPU如何选择各模块板? 解:(1)该机所允许的最大主存空间是:218 × 8位 = 256K×8位 = 256KB

(2)模块板总数 = 256K×8 / 32K×8 = 8块

(3)板内片数 = 32K×8位 / 4K×4位 = 8×2 = 16片 (4)总片数 = 16片×8 = 128片

(5)CPU通过最高3位地址译码输出选择模板,次高3位地址译码输出选择芯片。地址格式分配如下:

模板号(3位) 芯片号 (3位) 片内地址(12位)

15. 设CPU共有16根地址线,8根数据线,并用MREQ(低电平有效)作访存控制信号,R/W作读写命令信号(高电平为读,低电平为写)。现有下列存储芯片:ROM(2K×8位,4K×4位,8K×8位),RAM(1K×4位,2K×8位,4K×8位),及74138译码器和其他门电路(门电路自定)。试从上述规格中选用合适芯片,画出CPU和存储芯片的连接图。要求:

(1)最小4K地址为系统程序区,4096~16383地址范围为用户程序区。

(2)指出选用的存储芯片类型及数量。 (3)详细画出片选逻辑。 解:(1)地址空间分配图:

系统程序区(ROM共4KB):0000H-0FFFH 用户程序区(RAM共12KB):1000H-3FFFH (2)选片:ROM:选择4K×4位芯片2片,位并联

RAM:选择4K×8位芯片3片,字串联(RAM1地址范围为:1000H-1FFFH,RAM2地址范围为2000H-2FFFH, RAM3地址范围为:3000H-3FFFH)

(3)各芯片二进制地址分配如下: AAAAAAAAAAAAAAAA15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 RO0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 M1,2 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 RAM0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 RAM0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 RAM0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 CPU和存储器连接逻辑图及片选逻辑如下图(3)所示: MREQG1G2AA15A14A13A12A11A0G2BABCY7Y3Y2Y1Y074138......PD/PROG...ROM2......RAM1...CS...RAM2...CS...RAM3...CPUROM1...OEOER/WR/WR/WCSD0D3D4......D7R/W图(3)

16. CPU假设同上题,现有8片8K×8位的RAM芯片与CPU相连,试回答: