半導體存儲器的讀寫時間一般在十幾至幾百毫微秒之間,其芯片集成度高,體積小,片內含有譯碼器和寄存器等電路。常用的半導體存儲器芯片有多字一位片和多字多位片,如16M位容量的芯片可以有16M×1位和4M×4位等種類。
一、存儲容量的擴展
目前單片存儲芯片的容量總是有限的,它在字數或字長方面與實際存儲器的要求都有差距,所以需要在字向和位向方面進行擴充才能滿足實際存儲器的容量要求,通常采用位擴展、字擴展和字位擴展。
1) 位擴展
位擴展法指的是用若干片位數較少的存儲芯片構成具有給定字長的存儲器。
例如:
用8片8192×1位的芯片構成8K×8位(8KB)的存儲器,如圖所示。
特點:
1、片選 互連
2、地址線 互連
3、數據線 分別連接各自數據位
4、讀寫信號線 互連
(2) 字擴展
字擴展法指的是增加存儲器中字的數量。
例如:用4片l6K×8位的存儲芯片構成容量為64K×8位的存儲器。
地址空間分配表
字擴展構成的存儲器如下圖
(3) 字位擴展
字位擴展是指即增加存儲字的數量,又增加存儲字長。一個存儲器的容量為M×N位,若使用L×K位存儲器芯片,則這個存儲器共需要
個存儲器芯片。
二、存儲器與CPU的連接
(1) 地址線的連接
存儲芯片容量不同,其地址線數也不同。通常總是將CPU地址線的低位與存儲芯片的地址線相連。CPU地址線的高位經譯碼,作為片選信號。
(2) 數據線的連接
CPU的8位數據線(D7~D0),與芯片的8位數據線相連。
(3) 讀/寫命令線的連接
CPU讀/寫命令線一般可直接與存儲芯片的讀/寫控制端相連,通常高電平為讀,低電平為寫。
(4) 片選線的連接
由於存儲器是由許多存儲芯片組成的,存儲芯片的片選控制線和CPU的高位地址有關,CPU的高位地址線經過譯碼器譯碼,和訪存控制信號共同作用,產生存儲芯片的片選信號。
訪存控制信號(例如M/IO#或MREQ#),低電平有效時,訪問存儲器;若為高,訪問I/O。
例
如圖是一個小容量存儲器的連接圖。它由Intel2114芯片經字位擴展而成,容量為4K×8位。Intel2114芯片容量為1K×4位。先用2個Intel2l14芯片位擴展成1K×8位的芯片組,再用4個這樣的芯片組字擴展成4K×8位的存儲器,共用了8個芯片。Intel2114有10個地址線(A0~A9)、4位數據線(D0~D3)、一個片選端、一個讀寫控制端。CPU提供12位地址,其中低10位(A0~A9)連接各芯片的地址端,還有兩位地址(A11,A10)經譯碼器,產生4個片選信號,分別連接4組芯片。