计算机组成原理第二版唐朔飞课后习题答案.doc

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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: A1A1A1A1A1A15 ROM1,2 RAM1 RAM0 0 0 0 0 4 0 0 0 0 0 3 0 0 0 0 1 2 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 AAAAAAAAAA9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 RAM3 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 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:

MREQG1G2AA15A14A13A12A11A0G2BABCY774138Y3Y2Y1Y0......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:

(1)用74138译码器画出CPU与存储芯片的连接图; (2)写出每片RAM的地址范围;

(3)如果运行时发现不论往哪片RAM写入数据后,以A000H为起始地址的存储芯片都有与其相同的数据,分析故障原因。

(4)根据(1)的连接图,若出现地址线A13与CPU断线,并搭接到高电平上,将出现什么后果?

解:(1)CPU与存储器芯片连接逻辑图:

+5VG1G2AMREQY7A15A14A13A12A0G2BABC74138......Y2Y1Y0...WE...WE.........CSWECPUD0D7RAM0...CSRAM1RAM7......CSR/W...

(2)地址空间分配图:

RAM0:0000H——1FFFH RAM1:2000H——3FFFH RAM2:4000H——5FFFH RAM3:6000H——7FFFH RAM4:8000H——9FFFH RAM5:A000H——BFFFH RAM6:C000H——DFFFH RAM7:E000H——FFFFH

(3)如果运行时发现不论往哪片RAM写入数据后,以A000H为起始地址的存储芯片(RAM5)都有与其相同的数据,则根本的故障原因为:该存储芯片的片选输入端很可能总是处于低电平。假设芯片与译码器本身都是好的,可能的情况有:

1)该片的CS端与WE端错连或短路;

2)该片的CS端与CPU的MREQ端错连或短路; 3)该片的CS端与地线错连或短路。

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