[計算機硬件及網絡]計算機組成原理chp(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 ～ A0 A9～ A0 CS0 = CS1 = CS2 = CS3 = A11A10 A11A10 A11A10 A11A10 47 （ 1）擴展位數 4 1K 4 1K 4 4 10 1K 4 1K 4 4 10 1K 4 1K 4 4 10 4 1K 4 1K 4 4 10 4 4 A9~A0 D7~D4 D3~D0 4 4 R/W A11 A10 CS3 A11 A10 CS0 A11 A10 CS1 A11 A10 CS2 （ 2）擴展單元數 （ 3）連接控制線 （ 4）形成片選邏輯電路 48 49 可用于片選信號產生的譯碼器芯片 74LS138邏輯圖及引腳圖 50 環(huán)形計數器 ,用來產生時序控制信號 某半導體存儲器，按字節(jié)編址。其中，0000H～ ～07FFH為 ROM區(qū)，選用 EPROM芯片（ 2KB/片）； 0800H～ 13FFH為 RAM區(qū)，選用RAM芯片（ 2KB/片和 1KB/片）。地址總線 A15～A0（低）。給出地址分配和片選邏輯。 例 2. ROM區(qū)： 2KB RAM區(qū)： 3KB 存儲空間分配： 先安排大容量芯片（放地址低端），再安排小容量芯片。 便于擬定片選邏輯。 共 3片 51 A15A14A13 A12A11 A10A9… A0 0 0 0 0 0 0 …… 0 0 0 0 0 0 1 …… 1 0 0 0 0 1 1 …… 1 0 0 0 1 0 0 1 … 1 0 0 0 0 1 0 …… 0 0 0 0 1 0 0 0 … 0 低位地址分配給芯片，高位地址形成片選邏輯。 芯片 芯片地址 片選信號 片選邏輯 2K 2K 1K A10～ A0 A10～ A0 A9～ A0 CS0 CS1 CS2 A12A11 A12A11 A12A11 5KB需 13位地址尋址： ROM A12～ A0 64KB 1K 2K 2K RAM A10 A15A14A13為全 0 52 例 3： 4Kx4 SRAM存儲芯片構成16Kx8的存儲器連接圖 A B 0 ~ A B 1 1D B 0 ~ D B 3 D B 4 ~ D B 7譯碼器4 K x 4C S W EA 0 ~ A 1 1D 0 ~ D 34 K x 4C S W ED 0 ~ D 34 K x 4C S W ED 0 ~ D 34 K x 4C S W ED 0 ~ D 34 K x 4C S W ED 0 ~ D 34 K x 4C S W ED 0 ~ D 3D a t a B u sA B 1 2A B 1 3C S 0C S 1C S 3A d d B u sW EC t r l B u s4 K x 4C S W ED 0 ~ D 34 K x 4C S W ED 0 ~ D 3A 0 ~ A 1 1A 0 ~ A 1 1A 0 ~ A 1 1A 0 ~ A 1 1 A 0 ~ A 1 1A 0 ~ A 1 1 A 0 ~ A 1 1C S 2作業(yè)： P233題 5 54 例 4：設計 7KB存儲器。用 2K 8位的 EPROM構成 4K 8位的固化區(qū)存儲器，用 2K 8位和 1K 4位的 SDRAM構成 3K 8位的隨機讀寫區(qū)存儲器。設 CPU地址總線為 20根 A19A0。 若用局部譯碼法，可在高位地址碼 A19~A11 或 A10中，任選 2或 3位作為譯碼輸入信號源進行譯碼，產生片選信號。設 ROM區(qū)為低端地址空間， 7KB存儲器空間可連續(xù)分布。 CS1選擇第一片 EPROM， CS2選擇第二片 EPROM， CS3選擇2KB RAM芯片， CS4選擇 1KB RAM芯片（ 2片）。 CS1 = A12A11 = A12+A11 00000H～ 007FFH CS2 = A12A11 = A12+A11 00800H～ 00FFFH CS3 = A12A11 = A12+A11 01000H～ 017FFH CS4 = A12A11 = A12+A11 01800H～ 01BFFH（ A10=0） （ 01C00H～ 01FFFH）（ A10=1） 55 A19A18A17A16 A15A14A13A12 A11A10A9A8 A7A6A5A4 A3A2A1A0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 （ 00000H ~ 007FFH） 0/10/1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 （ 00800H ~ 00FFFH） 0/10/1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 （ 01000H ~ 017FFH） 0/10/1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 （ 01800H ~ 01FFFH） 0/10/1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 （ 02022H ~ 027FFH） 0/10/1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 （ 02800H ~ 02FFFH） 0/10/1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 （ 03000H ~ 037FFH） 0/10/1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 （ 03800H ~ 03FFFH） 0/10/1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 （ 04000H ~ 047FFH） 0/10/1 ………………………………………………………………………………… 1 1 1 1 1 1 1 1 0 （ FF000H ~ FF7FFH） 0/10/1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 （ FF800H ~ FFFFFH） 0/10/1 56 磁表面存儲器 存儲原理與技術指標 存儲介質： 磁層 讀 /寫部件： 磁頭 （ 1）寫入 在磁頭線圈中加入磁化電流（寫電流），并使磁層移動，在磁層上形成連續(xù)的小段磁化區(qū)域（位單元）。 （ 2）讀出 磁頭線圈中不加電流，磁層移動。當位單元的轉變區(qū) 經過磁頭下方時，在線圈兩端產生 感應電勢 。 讀出信號 磁通變化的區(qū)域 58 磁表面存儲器的讀寫原理 在磁表面存儲器中，利用一種稱為 磁頭 的裝置來形成和判別磁層中的不同磁狀態(tài)。磁頭實際上是由軟磁材料做鐵芯繞有讀寫線圈的電磁鐵。 (1)寫操作 當寫線圈中通過一定方向的脈沖電流時，鐵芯內就產生一定方向的磁通。由于鐵芯是高導磁 率材料，而鐵芯空隙處為非磁性材料，故在鐵芯空隙處集中很強的磁場。 在這個磁場作用下，載磁體就被磁化成相應極性的磁化位或磁化元。若在寫線圈里通入相反方向的脈沖電流，就可得到相反極性的磁化元。如果我們規(guī)定按圖中所示電流方向為寫“ 1 ”，那么寫線圈里通以相反方向的電流時即為寫“ 0”。上述過程稱為 寫入 。顯然，一個磁化元就是一個存儲元，一個磁化元中存儲一位二進制信息。當載磁體相對于磁頭運動時 (2)讀操作 當磁頭經過載磁體的磁化元時，由于磁頭鐵芯是良好的導磁材料，磁化元的磁力線很容易通過磁頭而形成閉合磁通回路。不同極性的磁化元在鐵芯里的方向是不同的。當磁頭對載磁體作相對運動時，由于磁頭鐵芯中磁通的變化，使讀出線圈中感應出相應的電動勢 e e=k（ dφ/dt）。 負號表示感應電勢的方向與磁通的變化方向相反。不同的磁化狀態(tài)，所產生的感應電勢方向 不同。這樣，不同方向的感應電勢經讀出放大器放大鑒別，就可判知讀出的信息是“ 1”還 是“ 0”。 磁表面存儲器存取信息的原理 ： 通過電 磁變換，利用磁頭寫線圈中的脈沖電流，可把一位二進制代碼轉換成載磁體存儲元的不同剩磁狀態(tài)；反之，通過磁 電變換，利用磁頭讀出線圈，可將由存儲元的不同剩磁狀態(tài)表示的二進制代碼轉換成電信號輸出 59 ? 形成不同寫入電流波形的方式，稱為 記錄方式 。記錄方式是一種編碼方式，它按某種規(guī)律將一串二進 制數字信息變換成磁層中相應的磁化元狀態(tài)，用讀寫控制電路實現(xiàn)這種轉換。 ? 在磁表面存儲器中，由于寫入電流的幅度、相位、頻率變化不同，從而形成了不同的記錄方式。常用記錄方式可分為 不歸零制 (NRZ)，調相制 (PM)，調頻制 (FM)幾大類。這些記錄方式中代碼 0或 1的寫入電流波形見文字教材的圖 42 4 431等。 ? 不歸零制 (NRZ0) 其特點是磁頭線圈中始終有電流， 不是正向電流 (代表 1)就是反向電流 (代表 0) ? 見“ 1”就翻不歸零制 (NRZ1) 與 NRZ0制的相同之處是磁頭線圈中始終有電流通過。不同之處在于，記錄“ 0”時電流方是，在一個位周期的中間位置，電流由負到正為 1，由正到負為 0，即利用電流相位的變化進行寫“ 1”和“ 0”，所以通過磁頭中的電流方向一定要改變一次，這種記錄方式中“ 1”和“ 0”的讀出信號相位不同，抗干擾能力較強。另外讀出信號經分離電路可提取自同步定時脈沖，所以具有自同步能力。磁帶存儲器中一般采用這種記錄方式。 ? 調頻制 (FM) 其特點如下： (1)無論記錄的代碼是 1或 0，或者連續(xù)寫“ 1”或寫“ 0”，在相鄰兩個存儲元交界處電流都要改變方向； (2)記錄 1時電流一定要在位周期中間改 變方向，寫“ 1”電流的頻率是寫“ 0”電流頻率的 2倍，故稱為倍頻法。這種記錄方式的優(yōu) 點是記錄密度高，具有自同步能力。 FM可用于單密度磁盤存儲器。 P222 ? 改進調頻制 (MFM) 與調頻制的區(qū)別 在于只有連續(xù)記錄兩個或兩個以上“ 0”時，才在位周期的起始位置翻轉一次，而不是在每個位周期的起始處都翻轉，因而進一步提高了記錄密度。 MFM可用于雙密度磁盤存儲器 60 道密度： （ 1）記錄密度 （ 2）存儲容量 位密度： 單位長度內的磁道數。 磁道上單位長度內的二進制代碼數。 非格式化容量： 格式化容量： 總位數 用位密度計算。 有效位數 用扇區(qū)內的數據塊長度計算。 （ 3）速度指標 平均存取時間 帶： 平均等待時間