使用SRAM绘制8086内存连接图

Question

现有32Kx8bit的SRAM芯片，画出8086系统中地址访问为80000H~BF×4H的内存连接图(不考虑总线驱动)。
注意:需要同时位扩展和字扩展。不考虑总线驱动

Answer 1

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1. 关键点分析：
   - 已知SRAM芯片容量为32Kx8bit，需要连接到8086系统中，使其地址访问范围为80000H~BF×4H。
   - 要同时进行位扩展和字扩展来满足目标地址范围的内存需求。
2. 解决方案：
   - 首先计算需要的芯片数量：
   • 目标内存范围是(BF\times4H - 80000H + 1 = 4000H)个地址单元。
   • 每个SRAM芯片容量是32K（即(8000H)）个地址单元。
   • 所以需要的芯片数量为(4000H\div8000H = 2)组（字扩展）。
   • 对于每组SRAM芯片，因为每个芯片是8bit，而目标内存是8位宽，所以不需要位扩展。
   • 接下来确定地址线连接：
   • 32K地址空间需要15条地址线（(2^{15}=32K)）。
   • 8086地址线A0 - A15连接到SRAM的A0 - A15。
   • 数据线连接：
   • 8086数据线D0 - D7连接到每组SRAM的D0 - D7。
   • 控制线连接：
   • 8086的(\overline{MEMR})（读内存信号）和(\overline{MEMW})（写内存信号）分别连接到两组SRAM的(\overline{OE})（输出使能）和(\overline{WE})（写使能）。
   • 8086的(A_{19}/S_6 - A_{16}/S_3)用于产生片选信号。
   • 当地址范围为80000H~BF×4H时，(A_{19}/S_6 - A_{16}/S_3)为1000B。
   • 可以通过译码器（如74LS138）来产生片选信号。74LS138的输入(A_2 - A_0)连接到8086的(A_2 - A_0)，输出(\overline{Y_0} - \overline{Y_7})，其中(\overline{Y_0})连接到一组SRAM的片选引脚，(\overline{Y_1})连接到另一组SRAM的片选引脚。
   • 代码示例（这里用Verilog简单示意地址译码部分）：

module address_decoder(
    input [19:0] address,
    output reg cs0,
    output reg cs1
);
    always @(*) begin
        if(address[19:16] == 4'b1000) begin
            case(address[2:0])
                3'b000: begin
                    cs0 = 1;
                    cs1 = 0;
                end
                3'b001: begin
                    cs0 = 0;
                    cs1 = 1;
                end
                default: begin
                    cs0 = 0;
                    cs1 = 0;
                end
            endcase
        end else begin
            cs0 = 0;
            cs1 = 0;
        end
    end
endmodule

1. 多种解决方案优缺点：
   - 优点：上述方案清晰地完成了位扩展和字扩展以及地址连接，能够准确实现8086系统对指定内存范围的访问。
   - 缺点：如果需要更复杂的内存控制逻辑（如动态分配内存、不同访问权限等），上述简单连接方式无法满足，需要进一步扩展控制电路。
2. 总结：
   - 要绘制8086系统中特定地址范围的内存连接图，关键在于计算芯片数量以进行字扩展，再根据芯片位宽和系统数据总线确定是否需要位扩展，然后合理连接地址线、数据线和控制线，并通过译码器等逻辑电路产生片选信号来准确选中目标内存芯片。

• 上述方案通过合理的计算和连接，成功实现了32Kx8bit的SRAM芯片在8086系统中地址访问为80000H~BF×4H的内存连接。

希望以上解答对您有所帮助。如果您有任何疑问，欢迎在评论区提出。