計算機組成原理第三章習題參考解析

第3章習題參考答案

1、設有一個具有20位地址和32位字長的存儲器，問

(1) 該存儲器能存儲多少字節的信息？

(2) 如果存儲器由512K×8位SRAM芯片組成，需要多少片？

(3) 需要多少位地址作芯片選擇？

解：

(1) 該存儲器能存儲：

(2) 需要

(3) 用512K?8位的芯片構成字長為32位的存儲器，則需要每4片為一組進行字長的位數擴展，然后再由2組進行存儲器容量的擴展。所以只需一位最高位地址進行芯片選擇。

2、已知某64位機主存采用半導體存儲器，其地址碼為26位，若使用4M×8位的DRAM芯片組成該機所允許的最大主存空間，并選用內存條結構形式，問；(1) 若每個內存條為16M×64位，共需幾個內存條?(2) 每個內存條內共有多少DRAM芯片?(3) 主存共需多少DRAM芯片? CPU如何選擇各內存條?

解：

(1) 共需內存條

(2) 每個內存條內共有個芯片

(3) 主存共需多少個RAM芯片， 共有4個內存條，故CPU選擇內存條用最高兩位地址A24和A25通過2：4譯碼器實現；其余的24根地址線用于內存條內部單元的選擇。

3、用16K×8位的DRAM芯片構成64K×32位存儲器，要求：

(1) 畫出該存儲器的組成邏輯框圖。

(2) 設存儲器讀/寫周期為0.5μS，CPU在1μS內至少要訪問一次。試問采用哪種刷新方式比較合理?兩次刷新的最大時間間隔是多少?對全部存儲單元刷新一遍所需的實際刷新時間是多少?

解：

(1) 用16K×8位的DRAM芯片構成64K×32位存儲器，需要用個芯片，其中每4片為一組構成16K×32位——進行字長位數擴展(一組內的4個芯片只有數據信號線不互連——分別接D0?D7、D8?D15、D16?D23和D24?D31，其余同名引腳互連)，需要低14位地址(A0?A13)作為模塊內各個芯片的內部單元地址——分成行、列地址兩次由A0?A6引腳輸入；然后再由4組進行存儲器容量擴展，用高兩位地址A14、A15通過2：4譯碼器實現4組中選擇一組。畫出邏輯框圖如下。

(2) 設刷新周期為2ms，并設16K?8位的DRAM結構是128?128?8存儲陣列，則對所有單元全部刷新一遍需要128次(每次刷新一行，共128行)

若采用集中式刷新，則每2ms中的最后128?0.5?s=64?s為集中刷新時間，不能進行正常讀寫，即存在64?s的死時間

若采用分散式刷新，則每1?s只能訪問一次主存，而題目要求CPU在1μS內至少要訪問一次，也就是說訪問主存的時間間隔越短越好，故此方法也不是最適合的

比較適合采用異步式刷新：

采用異步刷新方式，則兩次刷新操作的最大時間間隔為，可取15.5?s；對全部存儲單元刷新一遍所需的實際刷新時間為：15.5?s?128=1.984ms；采用這種方式，每15.5?s中有0.5?s用于刷新，其余的時間用于訪存(大部分時間中1?s可以訪問兩次內存)。

4、有一個1024K×32位的存儲器，由128K×8位的DRAM芯片構成。問：

(1) 總共需要多少DRAM芯片?

(2) 設計此存儲體組成框圖。

(3) 采用異步刷新方式，如單元刷新間隔不超過8ms，則刷新信號周期是多少?

解：

(1) 需要片，每4片為一組，共需8組

(2) 設計此存儲體組成框圖如下所示。

(3) 設該128K?8位的DRAM芯片的存儲陣列為512?256?8結構，則如果選擇一個行地址進行刷新，刷新地址為A0?A8，那么該行上的2048個存儲元同時進行刷新，要求單元刷新間隔不超過8ms，即要在8ms內進行512次刷新操作。采用異步刷新方式時需要每隔進行一次，可取刷新信號周期為15.5?s。

5、256K×l6位SRAM芯片設計1024K×32位的存儲器。SRAM芯片有兩個控制端：當CS有效時，該片選中。當W/R＝1時執行讀操作，當W/R=0時執行寫操作。

解：

，共需8片，分為4組，每組2片

即所設計的存儲器單元數為1M，字長為32，故地址長度為20位(A19~A0)，所用芯片存儲單元數為256K，字長為16位，故占用的地址長度為18位(A17~A0)。由此可用字長位數擴展與字單元數擴展相結合的方法組成組成整個存儲器

字長位數擴展：同一組中2個芯片的數據線，一個與數據總線的D15~D0相連，一個與D31~D16相連；其余信號線公用(地址線、片選信號、讀寫信號同名引腳互連)

字單元數擴展：4組RAM芯片，使用一片2:4譯碼器，各組除片選信號外，其余信號線公用。其存儲器結構如圖所示

6、用32K×8位的E2PROM芯片組成128K×16位的只讀存儲器，試問：

(1) 數據寄存器多少位?

(2) 地址寄存器多少位?

(3) 共需多少個E2PROM芯片?

(4) 畫出此存儲器組成框圖。

解：(1) 系統16位數據，所以數

總結

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