主存容量扩展

梦里梦外; 2022-12-16 13:04 132阅读 0赞

# 当存储芯片的位与CPU的位数不一致时，可以采取位扩展的方式 #

> 假设我们买了一个CPU，它有15根地址线，一个WE读写控制线，还有8根数据线。  
> 同时买的存储器芯片是8K*1位的芯片，213=8K,因此需要13根地址线，CS是片选线，它表示高电平有效，因此必须保持输入始终为高电平1，一个芯片只有一个输出数据，也就是只有一个数据线，因此，需要8个这样的芯片才能满足CPU的8位数据线的要求。如下面两幅图所示，就是连接的模型图，也就是主存容量的位扩展位，8K*8位，也就是主存容量是8KB。

![图1][1]  
![图2][2]

# 当CPU的容量不能满足时，可以采取字扩展的方式 #

## 线选法 ##

> 此时芯片的CS片选控制线不再直接通过高电平输入1，因为如果同时为1，那么此时数据线同时向CPU输出数据，CPU不会知道该选择什么样哪一个芯片的数据。为了解决这个问题，此时A4和A13只能为01和10的状态，来保证同一个时间只能有一个芯片的CS片选线为接通的状态，来通知CPU到底接收哪一个输出信号的数据，那么此时就可以得出第一个芯片和第二个芯片的地址范围了，如图所示

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NpbGtfamF2YQ_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

## 译码片选法 ##

> 通过上面的方法很显然有个弱点就是扩展n个芯片需要在CPU上有N个额外的地址线，因此，通过前面的译码器的概念，很容易就想到可以使用译码器来控制片选线，这种方法就是译码片选法。如图就是一个简单的模型。  
> 让A13同时连接两个芯片，当A13输出信号为低电平0时，流经第一个芯片的就是0，流经第二个芯片的，通过非门的设计，此时就是1，那么CPU收到的数据信号就是第二个芯片的数据。如果使用了图示中的译码器，此译码器假如是3根数据线的话，那么就可以扩展8个芯片了，因为23=8。  
> ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NpbGtfamF2YQ_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]  
> 下图就是一个使用两根数据线+译码器的扩展4个芯片的模型图

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NpbGtfamF2YQ_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]

# 字位同时扩展法 #

> 如下就是一个字和位同时扩展的方法的模型图  
> 红框部分表示先进行两个16K*4位的芯片进行位扩展，此时就构成了16K*8位的芯片，然后水平扩展4个进行字扩展，最终形成了一个64K\*8位的容量的芯片（214=16K）

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NpbGtfamF2YQ_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 3]

[1]: /images/20221123/6479765849044a1094db7b6cb2802f39.png
[2]: /images/20221123/ce452208458a40f79d248e6e06afdcbf.png
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