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第三节 半导体存储器与CPU的连接

一、存储芯片与CPU连接中应关注的问题

1. CPU 的负载能力
   外接芯片的数量、驱动器、缓冲器。
2. 芯片的选择
   考虑芯片的容量、总存储容量、时序匹配等。
3. 时序配合
   存储芯片的速度和CPU额读/写时序相匹配。
4. 存储器的地址分配
   RAM的用户取存放程序和数据，单芯片容量有限，多芯片组形成存储器需要考虑片选，地址分配。

二、存储器扩展

1. 位扩展：

多个芯片并联得到指定位宽的存储器。
例：用 2Kx8 位的存储芯片组成 2Kx32 位存储体

32 / 8 = 4 片

地址线、控制线并联；
数据线从8位扩展到32位。

2. 字扩展

数据位数不变，子的数量扩展
例 用2Kx8位的存储芯片组成8Kx8位存储体。

8k/2k = 4
8K = 13 根地址线

数据线、控制线和部分地址线并联、另一部分地址线通过译码器后形成片选信号来决定每个芯片的地址。
左边数第一个芯片的地址：0000H~7FFH

第一个的起始和结束地址
00 0000000000
00 11111111111

最后一个时

3. 字位扩展

数据位数和子的数量都需要扩展
如。用2Kx8位的存储芯片组成8kx16位存储体。
先将2个2Kx8位芯片用位扩展为2Kx16位的存储器，在将4个2Kx16位的存储器用字扩展为8Kx16位的存储器。

【例题】存储器扩展有哪几种方式？

3 种，字扩展、位扩展、字位扩展。
【解析】：字扩展：增加字的数量，地址范围； 位扩展：增加位数；字位扩展：位数和地址范围均增加。

三、实现片选控制的方法

存储体由多个芯片构成，由片选信号（由地址线实现）巨顶对哪个芯片进行读写操作。

1. 全译码法

即系统的全部地址线参与到地址译码，高位全部接译码器的输入形成片选信号来选择存储芯片；低位直接接到存储芯片的地址引脚，选择芯片内部的存储单元。该方法存储芯片的每个存储单元有唯一的地址。

8086 有20位， A13-19没有参与。

2. 部分译码法

即地址高位的一部分接到译码器的输入，形成片选信号选中存储芯片；地址低位接到存储芯片的地址端，选择芯片内部的存储单元。该法存储单元的地址不唯一。

3. 线选法

不适用译码器，直接将地址线的高位作为片选线。各存储芯片地址范围？

A19-A15
00000
A14-A11
1110
A10-A0 全0 全1

四、8086 CPU与存储器的连接

1. 8086 CPU 与存储器的奇偶分体接口

20 根地址线，寻址范围1MB。
8086对内存的访问：一个字（16位）或一个字节（8位）1MB分成2个512KB，偶存储体，奇存储体，均8位宽。

偶存储体连接到 8086 低八位 D0-D7 ，奇存储体连接到8086的高八位 D8-D15
用地址线的最低位 A0 用来选择偶存储体，用 BHE 来连接寄存储体，地址线共同连接到 A1-A19

A0和 BHE 对存储体的选择

（1）被访问数据的边界对齐问题

定义：如果一个数据由K个连续字节组成，该数据的地址是K的整数倍。

8086系统一个字数据，若其地址是2的倍数，则该数据是边界对齐的。

字节访问：偶地址，/BHE=0，A0=0，访问偶地址体；奇地址体，/BHE=0，A0 = 1 ，访问奇地址体；边界对齐，需一个总线周期。

字访问
边界对齐：偶地址访问1个字，则/BHE=0，A0=0，则一个总线周期传输两个字节；
边界不对齐：奇地址访问1个字，则线/BHE=0，A0=1，访问奇地址一个字节，后/BHE=1，A0=0，地址+1访问偶地址一个字节，需要两个总线周期。

（2）非边界对齐的一个字的访问

例：假设当前内存中存放的数据和地址如图所示，描述MOV AX, [0001H]指令取得数据的过程

执行完后 AX=6107H。从指令来看要访问一个字，而且地址是奇地址，说明非边界对齐。
先把 07H 放到地址线高位，对于小端存储 07H又被交换到低位，同理 61h 放低位再放高位。低位 AL, 高位AH

下列的变量定义有何不妥之处。

ORG 0012H
BUF1 DB 28H,76H,39H
BUF2 DW 2100

BUF2 开始地址 0015H, 非边界对齐，需要两个总线周期。

在 BUF2 之前添加 ORG $+1

例题：
利用 62512（64Kx8位SRAM）和 27128（16Kx8位EPROM) 芯片设计8086系统在最小工作方式下的存储系统。要求RAM区域从地址00000H开始，容量64Kx16位，可进行字节和字访问；ROM从地址0F0000H开始，容量16Kx16位，只能字访问。采用74LS138译码。

答案：

需要字节和字访问 需要用奇偶分体的连接，

解析：存储器按照字节编址，RAM容量128KB，需17根地址线，按奇偶分体，A0选择奇偶体，A1-A16选择62512内部存储单元。ROM容量32KB（16kx16位），需15根地址线，由于字访问，按照边界对齐，A0始终为0，A1-A14选择27128内部存储单元。

因为要求地址唯一 所以需要全译码方式

第四节 8086的系统地址映射

实地址模式的传统地址范围。

8086 有20位地址线，寻址范围是 1MB。

从00000H到3FFH 1KB的地址存放中断向量表，一个中断向量占4个字节，所以1KB中可以存放256个中断向量。、
从400H到4FFH 存放 BIOS数据区，存放BIOS自检时检测到的重要的参数
从500H到9FFFFH 638KB存放 DOS操作系统，用户应用程序
从A0000H到BFFFFH 128KB 视频缓冲区

扩展系统BIOS区域 存 ROM BASIC，真正的BIOS驱动程序 存放在系统BIOS区域。