计算机组成原理课程设计内存扩充与cpu连接.docx

计算机组成原理课程设计内存扩充与cpu连接.docx

《计算机组成原理课程设计内存扩充与cpu连接.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机组成原理课程设计内存扩充与cpu连接.docx（9页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

计算机组成原理课程设计内存扩充与cpu连接

计算机组成原理课程设计---内存扩充与cpu连接

课程设计（论文）

课程名称计算机组成原理

题目名称内存扩充与cpu连接

学生学部（系）计算机艺术与设计学部

专业班级07网络工程班

学   号1071981

学生姓名

指导教师吕国华

2009年6月15日

1、引言1

1.1设计思想1

1.2设计题目1

1.3设计任务1

2、正文2

2.1图表2

2.1.18086CPU简化引脚图2

2.1.2内存芯片逻辑图3

2.1.3译码器与门电路逻辑图3

2.2设计思路4

2.3设计过程4

2.4设计说明6

3、结论6

4、参考文献6

5、心得体会7

1.引言

1.1设计思想

“计算机组成原理”是计算机类各专业学生必修课程之一，它主要讨论计算机各大部件的基本组成原理，各大部件互连构成整机系统的技术。

在学生系统完成各部件原理的学习以后，有必要根据要求把各部件组织起来，成为计算机内部的一个大的部件，以至整机硬件或构成计算机的主机。

从而加深学生对计算机的整体认识。

1.2设计题目——内存的扩充与CPU的连接

现有如下存储芯片：

2K×1的ROM，4K×1的RAM，8K×1的ROM。

若用他们组成容量为16KB的存储器，前4KB为ROM,后12KB为RAM。

构成的容量为16KB的存储器连接到8086CPU芯片。

8086是一个16位数据总线和20位地址总线的芯片。

（见下页图1—图3）。

1.3设计任务

设计任务：

只进行硬件设计，不进行软件设计，主要设计任务如下:

（1）计算机各种存储器芯片各用多少片？

若给出的芯片没有用上，要作出说明。

（2）正确选择译码器与门电路，并正确地与CPU连接，相应地画出逻辑结构图和组成框图。

说明：

图中凡与芯片直接连接的地址总线和数据总线均用粗黑线画，其他线用细线画。

（3）分析一下组成的存储器有无地址重叠的现象。

若有，是何原因。

（4）说明逻辑结构图中各部件的功能。

2.正文

2.1图表

GND______VCC

AD14_______AD15

___A16/S3

___A17/S4

___A18/S5

___A19/S6

.

.

.___RD

.

___WR（LOCK）

AD0______ALE（QS0）

CLK______RESET

GND______READY

图2.1.18086CPU引脚图

2.1.2内存芯片逻辑图

A10-A0——地址总线WE——写读引脚

D7-D0——数据总线CS——芯片选择引脚

内存芯片逻辑图，如图2.1.2所示

图2.1.2内存芯片逻辑图

2.1.3译码器与门电路逻辑图

译码器与门电路逻辑图，如图2.1.3所示

2.2设计思路

（1）计算出需要的各种芯片数

用2K×1的ROM芯片设计容量为4KB的ROM，需4片

用4K×1的RAM芯片设计容量为12KB的RAM，需6片

在设计过程中，没有使用到的是8K×1的ROM芯片,组成的存储器有地址重叠的现象，这是因为A14和A15没有参加译码。

（2）写出每个芯片的地址分配

各存储芯片的地址分配如下：

A15A14A13A12A11A10~A0

××000...2K×8ROM

××001...2K×8ROM

××01.....4K×8RAM

××10.....4K×8RAM

××11.....4K×8RAM

（3）根据给出的内存扩充逻辑电路与给定的8086CPU（见图1）引脚图正确的连接起来。

连接的方法是：

内存与CPU的地址线，数据线，读写线对应相连，内存没有的引脚不用考虑。

2.3设计过程

（1）设计过程中共需要2K×1的ROM4片，需要4K×1的RAM6片。

（2）首先用4个2K×1的ROM存储芯片和6个4K×1的RAM存储芯片组成16KB的存储器（前4KB为ROM;后12KB为RAM）;然后使用一个2:

4译码器对存储器芯片的连接，因为片选线不够，所以要将译码器中的一条片选线与与门逻辑器件进行连接，再通过逻辑电路将多余的芯片进行连接。

最后是与CPU的连接，CPU的数据线A0~A10连接到10个存储器芯片的数据线A0~A10;6个RAM芯片的写线连接到CPU中的写线;CPU中的A11连接到逻辑电路中;CPU中的A12和A13与译码器中的两输入线相连接。

（3）内存与CPU的连接逻辑图

详细逻辑图请见下页。

2.4设计说明

在设计过程中，没有使用到的是8K×1的ROM芯片;组成的存储器有地址重叠的现象，这是因为A14和A15没有参加译码，存储器地址线分配（A13~A11）从000～111，而且是先分配给ROM芯片的地址，再分配给RAM芯片的地址。

另外，各部件的功能是：

（1）8086CPU就是一个微处理器，包括控制器、运算器和寄存器，是一个中央处理部件。

（2）逻辑器件是连接RAM芯片的器件，功能是扩展片选线。

4

（3）2:

4译码器是一个使CPU和存储器正常连接的一个部件，具有进行片选的功能。

（4）存储器是存储数据和程序的一个器件，是一个记忆装置，其中ROM是一种只能进行读不能进行写的存储器;RAM是能进行读和写的存储器。

3.结论

由于存储芯片的容量是有限的，主存储器往往是要由一定数量的芯片构成的。

而由若干芯片构成的主存还需要与CPU连接，才能在CPU的控制下完成读写操作。

这次课程设计的主要内容就是关于8086CPU内存的扩充与连接，要求我们熟练掌握8086的内部结构和外部各个基本引脚的功能和特性。

在了解了存储器的结构之后，我们需要进一步了解存储器和CPU之间的连接。

存储器与CPU之间的硬连接共有3组连线：

地址总线（AB），数据总线（DB）和控制总线（CB）。

所以，此次设计就是要求我们解决存储器与地址总线，数据总线和控制总线之间的连接问题。

4.参考文献

[1]王爱英.计算机组成原理与汇编语言程序设计.北京：

电子工业出版社，1997

[2]徐爱萍.计算机组成原理习题与解析.北京：

清华大学出版社，2004.3

[3]蒋本珊.计算机组成原理.北京：

清华大学出版社，2008

5.心得体会与教师评语

心

得

体

会

总体来说，这次课程设计的顺利完成，加深了我对内存的字扩充与位扩充的认识，以及对部分译码的掌握，同时也使我对CPU各引脚的功能有了更多的了解，而且掌握了内存和CPU各引脚正确连接的方法，提高了自己对门电路和译码器的使用能力，使自己对计算机组成原理有了更深入的了解。

为以后其他学科的学习打下扎实的基础，通过这次的课程设计让我对计算机组成原理这门课有了更深厚的兴趣。

以后一定会继续深入的学习这门课程。

2009年6月15日

教

师

评

语

年月日

成

绩

及

签

名

年月日