计算机组成原理之CPU与存储器的连接

总结一下这方面的例题，希望对大家有所帮助。如果有错误的地方，欢迎小伙伴们一起讨论❤️

在做这类题目的时候，熟悉下面的三张表会给我们带来很大的方便

2的次方表

2^1 = 2
2^2 = 4
2^3 = 8
2^4 = 16
2^5 = 32
2^6 = 64
2^7 = 128
2^8 = 256
2^9 = 512
2^10 = 1024
2^11 = 2048
2^12 = 4096
2^13 = 8192
2^14 = 16384
2^15 = 32768
2^16 = 65536
2^17 = 131072
2^18 = 262144
2^19 = 524288
2^20 = 1048576

几种常见的进制转换表

常见的逻辑门

例题1：
CPU的地址总线16端A₀～A₁₅，双向数据线8根D₀～D₇，控制总线中与储存有关的MREQ(带上划线)，R/W(W带上划线) ，储存分配空间如下：0～8191为系统程序区，由只读存储芯片组成，8192～32767为用户程序区。最后的2K地址空间为系统程序工作区(用RAM芯片)。现有如下芯片EPROM:8k×8位，SRAM:①16k×1位②2k×8位③4k×8位④8k×8位
画CPU存储连接图。
解析：

首先我们需要明确的是用户程序区和系统程序工作区用到的RAM；系统程序区用到的是ROM。
(简单理解就是需要经常进行修改的用RAM；稳定的、不需要经常修改的用ROM)

确定各类芯片的个数：
0～8191为系统程序区，8191-0+1=8192=8K
故选择8K×8位的芯片，8K×8位/8K×8位=1片，需要1片8K×8位的EPROM芯片

8192～32767为用户程序区，32767-8192+1=24K
故选择8K×8位的SRAM芯片，24K×8位/8K×8位=3片，需要3片8K×8位的SRAM芯片

最后2K为系统程序工作区，需要1片2K×8位的SRAM芯片

画图前的分析

画图步骤：
①先画出1片8K×8位的EPROM芯片，3片8K×8位的SRAM芯片，1片2K×8位的SRAM芯片

②连接最基本的地址总线(片内)和数据总线

③连接控制总线中的读写控制线R/W(W带上划线)

④画出3：8译码器，先连接前4片芯片的片选线

⑤★难点：画出最后一片芯片的片选线
例题2：
某机器中,已知配有一个地址空间为0000H～3FFFH的ROM区域。现在再用一个RAM芯片(8K×8)形成40K×16位的RAM区域,起始地址为6000H。假设RAM芯片有CS(带上划线)和WE(带上划线)信号控制端。CPU的地址总线为A₁₅～A₀，数据总线为D₁₅～D₀，控制信号为R/W(W有上划线)(读/写)，MREQ(有上划线)(访存)。要求:
(1)画出地址译码方案。
(2)将ROM与RAM同CPU连接。
解析：

确定各类芯片的个数：
0000H～3FFFFH为ROM区。
题目未要求用哪一种芯片，为方便起见，我们可以选择8K×16位的芯片，
16K×16位/8K×16位=2片，需要2片8K×16位的ROM芯片

6000H～FFFFH为RAM区，共40K×167位。
根据题目要求使用8K×8位的RAM芯片，
40K×16位/8K×8位=5×2=10片(2片芯片并联形成一组，共5组)，需要10片8K×8位的RAM芯片

画图前分析：

画图：

(这张图片来自我计组老师的板书)

例题3
某机字长16位，用8K×16位的ROM芯片、8K×8位的RAM芯片为该机设计一个地址连线的总容量为32k×16位的存储器。其中ROM的地址范围6000H～7FFFH,其余地址范围为RAM区。假设RAM芯片由CS(到上划线)和R/W(W带上划线)信号控制，数据传送控制信号有R/W(W带上划线)、MREQ(带上划线)。问：
(1)ROM、RAM的容量各为多少？
(2)用上述ROM和RAM芯片各几个？
(3)使用多少条地址线？
(4)画出该存储系统的组成框图。
解析

确定各类芯片的个数：
6000H～7FFFH为ROM区，共8K×16位，
题目要求使用8K×16位的芯片，
8K×16位/8K×16位=1片，需要1片8K×8位的ROM芯片

总容量共32K×16位，故剩余的24K×16位是RAM区,
题目要求使用8K×8位的RAM芯片，
24K×16位/8K×8位=3×2=6片(2片芯片并联形成一组，这样的组共3组)，需要6片8K×8位的RAM芯片

画图前分析：

画图

2021.12.01更新：纠正第三题作图时的一个错误。
在第三题中每一组并联的两个芯片的数据线都应标作D₀～D₇，只是它们在连接CUP时依次连接至D₀～D₇、D₈～D₁₅。