题目
设CPU共有16根地址线,8根数据线,并用-MREQ(低电平有效)作访存控制信号,R/-W作读/写命令信号(高电平为读,低电平为写)。现有这些存储芯片: ROM(2K×8位,4K×4位,8K×8位),RAM(1K×4位,2K×8位,4K×8位),及74138译码器和其他门电路(门电路自定)。 试从上述规格中选用合适的芯片,画出CPU和存储芯片的连接图。要求如下: (1)最小4K地址为系统程序区,4096~16383地址范围为用户程序区; (2)指出选用的存储芯片类型及数量; (3)详细画出片选逻辑。
设CPU共有16根地址线,8根数据线,并用-MREQ(低电平有效)作访存控制信号,R/-W作读/写命令信号(高电平为读,低电平为写)。现有这些存储芯片: ROM(2K×8位,4K×4位,8K×8位),RAM(1K×4位,2K×8位,4K×8位),及74138译码器和其他门电路(门电路自定)。 试从上述规格中选用合适的芯片,画出CPU和存储芯片的连接图。要求如下: (1)最小4K地址为系统程序区,4096~16383地址范围为用户程序区; (2)指出选用的存储芯片类型及数量; (3)详细画出片选逻辑。
题目解答
答案
(2)选片:ROM:4K × 4位:2片;RAM:4K × 8位:3片; (3)CPU和存储器连接逻辑图及片选逻辑:
解析
步骤 1：确定存储芯片类型及数量
根据题目要求，CPU的地址线为16根，数据线为8根，因此地址范围为0x0000到0xFFFF，共64K字节。系统程序区为最小4K地址，即0x0000到0x0FFF，用户程序区为4096~16383地址范围，即0x1000到0x3FFF。因此，系统程序区需要4K字节的存储空间，用户程序区需要12K字节的存储空间。根据题目提供的存储芯片规格，选择合适的存储芯片类型及数量。
步骤 2：选择存储芯片
系统程序区需要4K字节的存储空间，可以选择4K×4位的ROM芯片，需要2片。用户程序区需要12K字节的存储空间，可以选择4K×8位的RAM芯片，需要3片。
步骤 3：设计片选逻辑
使用74138译码器和其他门电路设计片选逻辑。74138译码器有3个地址输入端A、B、C，8个输出端Y0~Y7。根据题目要求，系统程序区为0x0000到0x0FFF，用户程序区为0x1000到0x3FFF。因此，可以使用地址线A11~A13作为74138译码器的地址输入端，根据地址范围选择合适的输出端作为片选信号。
根据题目要求，CPU的地址线为16根，数据线为8根，因此地址范围为0x0000到0xFFFF，共64K字节。系统程序区为最小4K地址，即0x0000到0x0FFF，用户程序区为4096~16383地址范围，即0x1000到0x3FFF。因此，系统程序区需要4K字节的存储空间，用户程序区需要12K字节的存储空间。根据题目提供的存储芯片规格，选择合适的存储芯片类型及数量。
步骤 2：选择存储芯片
系统程序区需要4K字节的存储空间，可以选择4K×4位的ROM芯片，需要2片。用户程序区需要12K字节的存储空间，可以选择4K×8位的RAM芯片，需要3片。
步骤 3：设计片选逻辑
使用74138译码器和其他门电路设计片选逻辑。74138译码器有3个地址输入端A、B、C，8个输出端Y0~Y7。根据题目要求，系统程序区为0x0000到0x0FFF，用户程序区为0x1000到0x3FFF。因此，可以使用地址线A11~A13作为74138译码器的地址输入端，根据地址范围选择合适的输出端作为片选信号。