微机原理接口问题求解答

Question

微机原理接口问题求解答，关于存储器的扩展问题求解答，微机原理接口问题求解答

Answer 1

引自免费微信小程序：皆我百晓生

在微机原理中，要将一个2Kx8位的ROM（只读存储器）扩展成一个16Kx16位的存储器，我们需要考虑如何有效地连接多个这样的ROM芯片以实现所需的总容量。这里的关键在于如何利用地址线和数据线来访问不同的芯片以及它们内部的不同存储单元。

首先，让我们定义一下基本术语：

• 地址线：用于确定内存中的特定位置。
• 数据线：用于传输数据到存储器或从存储器读取数据。
• 片选信号（Chip Select, CS）：用来选择哪个ROM被激活以便进行读写操作。

对于这个问题，我们有以下信息：

• 每个ROM是2Kx8位，即2^11地址（1K=2^10），8位宽。
• 我们需要构建的是16Kx16位的存储器，即2^14地址，16位宽。

以下是扩展存储器的步骤：

1. 为了得到16K（2^14）的地址空间，我们需要额外的地址线来表示更多的存储单元。因此，我们需要增加地址线的数量。每个2Kx8 ROM需要11位地址线，而16Kx16存储器则需要14位地址线。这意味着我们需要3条额外的地址线（称为高位地址线，通常记为A12、A13、A14）。这些地址线可以用来区分不同的ROM芯片。

2. 我们需要8个2Kx8 ROM芯片来达到16K的总容量（16K = 8 * 2K）。我们将这8个ROM芯片编号为0到7。

3. 使用高位地址线（A12、A13、A14）作为片选信号来控制8个ROM芯片。例如，我们可以设置：

   • A12=0时，选择ROM0或ROM4；
   • A13=0时，选择ROM0或ROM1；
   • A14=0时，选择ROM0。

这样，通过组合这三个地址线，我们可以得到8种不同的状态，从而选择8个不同的ROM芯片。例如：

• A12=A13=A14=0时，选择ROM0；
• A12=0, A13=1, A14=0时，选择ROM1；
• ...以此类推。

1. 数据线和低位地址线（A0-A11）在所有ROM之间共享。这意味着无论哪个ROM被选中，数据线上的数据都会被送到那个选定的ROM，并且从那个ROM上读取的数据也会通过这些数据线返回。

下面是电路设计的一个简略示意图：

+--------+
|        |    +--------+     +--------+
| CPU    |---->| ROM_0  |-----| ROM_1  |
| (A0..A14) |   | (D0..D7)|    | (D0..D7)|
+--------+   +--------+     +--------+
       |                             |
       |                             |
       |                             |
+--------+   +--------+     +--------+
|        |    | ROM_2  |-----| ROM_3  |
| (A12,A13,A14)|---| (D0..D7)|    | (D0..D7)|
+--------+   +--------+     +--------+
       |                             |
       |                             |
       |                             |
+--------+   +--------+     +--------+
|        |    | ROM_4  |-----| ROM_5  |
| (A12,A13,A14)|---| (D0..D7)|    | (D0..D7)|
+--------+   +--------+     +--------+
       |                             |
       |                             |
       |                             |
+--------+   +--------+     +--------+
|        |    | ROM_6  |-----| ROM_7  |
| (A12,A13,A14)|---| (D0..D7)|    | (D0..D7)|
+--------+   +--------+     +--------+

1. 当CPU需要访问存储器时，它会发送一个地址（包括A0-A14）和一个读/写命令。根据地址的最高三位（A12,A13,A14），相应的ROM会被选中。然后，CPU的数据线（D0-D15）与被选中的ROM的数据线相连，完成读写操作。

注意：这个设计不涉及实际的硬件编程，因为微机原理主要关注概念和逻辑设计。在实际应用中，可能需要使用74系列门电路（比如74HC138译码器）来实现片选功能，或者使用更高级的集成电路来完成这个任务。此外，现代计算机系统通常使用专门的内存控制器来管理这些细节，而不是直接由CPU处理。