存储器中的片选译码

存储器中的片选译码

1.译码原理

译码是数字设备常用的技术,也是学习存储器系统组成及工作原理的重点和难点。设有n位二进制数,那么它能表示有多少种不同的状态呢?共有2n个。例如:n=8则28=256:若n=16则216=65536(64K)。

下面,再举一个常见的事例:许多单位都有内部电话,它的电话号码一般都比较短(4或5位),而由电信部门提供的电话其号码长度为7或8位,当然这并不包括长途区号。为什么后者比前者位数多呢?答案是再简单不过的了,因为电话的数量多了,若不增加号码长度就会重号。

存储器的数据是按地址存放的,且每个地址中存放的数据长度也是一样的(一般为8bt)。由此可见存储器的容量与地址码的长度成正比,这就从根本上解释了为什么8088的地址码为20位,它的最大寻址范围为1MB。

2.片选信号的由来

微机系统的CPU对存储器进行读写时,首先要对存储芯片进行选择(称为片选),然后从被选中的存储芯片中选择所要读写的存储单元。为什么要求片选呢,有两种情况:一是用户不需要系统所提供的最大寻址空间:二是同时期生产的CPU寻址范围远远地超出了单片存储器芯片所能提供的容量。因此,一个实际的存储器系统是由若干存储芯片组成的,但是不允许它们同时工作,所以将地址码的一部分(高端)通过地址译码来实现片选,这如同长途区号所起的作用一样。

3.地址译码器

常用的地址译码器有74LS138电路,其引脚和逻辑电路图如图4.13所示。

地址译码器74LS138是“3-8译码器”,当3个使能输入端G1=1,G2A=0,G2B=0时芯片处于译码状态。3个译码输入端C,B,A,决定8个输出端Y7,Y6,…,Y0的状态。由于通常片选是低电平选中存储器,因此74LS138输出也是低电平有效。74LS138的功能表如表4.5所示。

4.应用举例

给定的条件:设CPU的地址码为11位,A10一A0:存储芯片的单片容量为256X8(bit)。

要求:组成一个2KB的存储器。

分析:所需芯片的数量为2048÷256=8(片);

译码电路分为两大部分,片选和片内译码,具体分布见表4.6。片选由74LS138完成。图4.14所示为实现本例的逻辑框图。

本例片选信号的产生,是将高3位地址全部参加译码,所以称之为全译码方式。如果只是部分高位参加译码,则称之为部分译码方式。除此之外还有线选方式。线选方式是只用高位地址线中的某一位来控制片选,它适用于组成较小容量的存储器系统。

在设计一个小容量存储器系统时,应当特别注意各个存储芯片的地址分布范围,尤其是开机后第一条指令所处的存储区必须有可工作的地址单元。例如Z80CPU从0O00H开始执行程序,而8088CPU则从OFFFFOH开始执行程序。

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