【微機原理】存儲器子系統ram芯片地址範圍計算答案解析

衆所周知(並沒有) ram芯片的尋址範圍與譯碼器有關,這裏使用兩個題目來簡要講解2-4譯碼器和3-8譯碼器的存儲器子系統中ram芯片地址範圍的計算。
不想看解析只想看答案的同學,答案在最下方 還是看一下解析吧畢竟 我寫得這麼辛苦 會了解析 就啥情況都會了鴨 你說是吧ヾ(◍°∇°◍)ノ゙

前導

地址範圍的計算永遠看地址線,永遠看地址線,永遠看地址線。

這個芯片的地址範圍計算跟CPU尋址範圍計算不同的地方在於,有幾根高位地址線可能是用於選擇哪一組的(控制片選),而不是直接拿所有的n根地址線計算 2n2^n 作爲與地址範圍

具體哪幾根控制片選,由譯碼器決定

題目一:2-4譯碼器

有一存儲器子系統連接圖如圖1所示,系統有16條地址線A15-A0,使用2-4譯碼器,寫出每個存儲器的地址範圍:(使用16進製表示)
圖1:2-4譯碼器下的字擴展方式

解析

如圖所示,一共0~15 16根地址線,即其本身尋址範圍是 2162^{16}

接下來分別計算每個芯片的尋址範圍。

2-4譯碼器用A15、A14兩個引腳來控制芯片的選擇。如上圖標示,從左到右的四個芯片分別於 A14=0,A15=0;A14=0,A15=1;A14=1,A15=0;A14=1,A15=1 這四種情況被選上(A11往前都是直接控制地址的,省略不寫)
在這裏插入圖片描述

芯片組 A14A15A_{14} A_{15}
第一片 0 0
第二片 0 1
第三片 1 0
第四片 1 1

那麼剩下的14根地址線全爲1的時候,就是每個芯片可尋址的空間大小啦:11,1111,1111,1111B11,1111,1111,1111B = 3FFFFHH

已知了每個芯片的可尋址範圍,又:首地址爲所有地址線均爲0即0,所以第一片芯片的尋址範圍是:0000HH ~3FFFFHH。往後的每一個芯片,只要在其基礎上增加3FFFFHH 就可以啦
那麼就可以寫出四個芯片的尋址範圍了:

芯片 A14A15A_{14} A_{15} 尋址範圍
第一片 0 0 0000HH ~3FFFHH
第二片 0 1 4000HH ~7FFFHH
第三片 1 0 8000HH ~BFFFHH
第四片 1 1 C000HH ~FFFFHH

注意每片的尋址範圍是閉區間,所以進入下一片的時候地址還要額外+1哦(即第二片的尋址範圍是從4000HH開始),以及16進制加法8000HH +4000HH = C000HH

題目二 3-8譯碼器

存儲器系統連接如下圖,使用74LS138,請分別寫出圖中四組芯片的地址分配範圍。
圖2.3-8譯碼器下字位擴展方式

解析

首先我們來看一下3-8譯碼器,重點關注跟2-4譯碼器不一樣的地方:三個使能端。

這三個使能端的含義是,三個G全有效的時候,數字電路的真值表(綠表)才成立,才能夠激活ABC三者組合控制Y0到Y7的作用。注意G1G_{1}是正邏輯,G2AG_{2A}G2BG_{2B}是負邏輯(即要讓三者全有效,G1G_1的輸入應爲1,而G2AG_{2A}G2BG_{2B}的輸入應爲0)
3-8譯碼器74LS138
瞭解了3-8譯碼器,看這個題就很容易了。首先我們使用ABC來控制Yn實現片選。所以必須保證三個使能端全部有效(值全爲1)。即:A15A_{15}=1,A14A_{14}=0,A13A_{13}=1
3-8譯碼器
注意上面A15A_{15}連接的G2AG_{2A}雖然是負邏輯,理應輸入0,但G2AG_{2A}前面有一個負邏輯連線(那個小圈圈),所以負負得正啦!

確定了前面三條地址線的取值,接下來看連接ABC的A10A_{10}A11A_{11}A12A_{12}。跟上面的2-4譯碼器相同,這三條地址線控制的是片選。也就是右邊四組存儲器。三條線可以控制232^3 = 8 組,但我們只有四組,所以A12A_{12}這條地址線的輸入應該恆爲0。

至此確認最高位4位恆定的取值:(0101)

剩下兩條A10A_{10}A11A_{11}就跟上題的A14A_{14}A15A_{15}一樣,二者的組合控制四組芯片
在這裏插入圖片描述

芯片組 A10A11A_{10} A_{11}
第一組 0 0
第二組 0 1
第三組 1 0
第四組 1 1

那麼剩下的12根地址線全爲1的時候,就是每個芯片可尋址的空間大小啦:1111,1111,1111B1111,1111,1111B = 03FFHH

又:首地址爲1010,0000,0000,0000B1010,0000,0000,0000B = A000HH 所以第一片芯片的尋址範圍是:A000HH ~A3FFHH。往後的每一個芯片在其基礎上增加03FFHH
那麼就可以寫出四個芯片的尋址範圍了:

芯片組 A10A11A_{10} A_{11} 尋址範圍
第一組 0 0 A000HH ~A3FFHH
第二組 0 1 A400HH ~A7FFHH
第三組 1 0 A800HH ~ABFFHH
第四組 1 1 AC00HH ~AFFFHH

同上題每片的尋址範圍是閉區間,所以進入下一片的時候地址還要額外+1哦(即第二片的尋址範圍是從A400HH開始)

答案

第一題

0000HH ~3FFFHH
4000HH ~7FFFHH
8000HH ~BFFFHH
C000HH ~FFFFHH

第二題

A000HH ~A3FFHH
A400HH ~A7FFHH
A800HH ~ABFFHH
AC00HH ~AFFFHH

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