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1、第四章 存储器第3讲v存储器概述 分类 层次结构v主存储器 概述 半导体存储芯片 静态随机存储器 动态随机存储器 只读存储器 存储器与CPU的连接 存储器的校验 提高访存速度的措施主要内容高位字节 地址为字地址 低位字节 地址为字地址设地址线 24 根按 字节 寻址按 字 寻址若字长为 16 位按 字 寻址若字长为 32 位字地址字节地址11109876543210840字节地址字地址452301420主存中存储单元地址的分配224 = 16 M8 M 4 M通常计算机系统既可按字寻址，也可按字节寻址 此时，地址编号按字节编号 存储器容量 16M字节8M字 16M字节4M字 16M字节CPU与
2、存储芯片连接设计4步骤根据十六进制地址范围写出二进制 地址码，并确定其容量；根据地址范围以及该范围在计算机 系统中的作用确定芯片的数量及类型；分配CPU地址线(CPU低位与存储 芯片地址相连，高位和访存信号共同产 生片选信号）；确定片选信号74138译码器G1CBAG2BG2AY7Y6Y0 CPU芯片引脚图MREQA14 A15A13 A12 A11 A10 A9A0D7 D4 D3 D0 WR例2 假设同例1，要求最小 4K为系统程序区，相邻 8K为用户程序区。(1)根据要求先写出16进制代码，再转换成对应 的二进制地址码，或直接写成二进制代码。(2) 确定芯片的数量及类型(3) 分配地址线
3、(4) 确定片选信号1片 4K 8位 ROM 2片 4K 8位 RAMA11 A0 接 ROM 和 RAM 的地址线解 ：1. 0000H 0FFFH 系统程序区 1. 1000H 2FFFH 用户程序 区或 1片 4K 8位 ROM 1片 8K 8位 RAM4K 8位ROM4K 8位RAM4K 8位RAMPD/ProgrY0G1C B AG2BG2AMREQA15A14 A13 A12 A11 A10A0D7 D4 D3 D0 WR例 2 CPU 与存储器的连接图+5VY1Y2例 3 设 CPU 有 20 根地址线，8 根数据线。并用 IO/M 作访存控制信号。RD 为读命令，WR 为写命令
4、。现有 2764 EPROM ( 8K 8位 ), 外特性如下：用 138 译码器及其他门电路（门电路自定）画出 CPU 和 2764 的连接图。要求地址为 F0000HFFFFFH , 并 写出每片 2764 的地址范围。D7D0CEOECE片选信号OE允许输出PGM可编程端PGMA0A12(1) 写出对应的二进制地址码(2) 确定芯片的数量及类型(3) 分配地址线(4) 确定片选信号8片 8K 8位 EPROMA12 A0 接 EPROM的地址线F0000H-FFFFFH 容量64KIO/M控制译码器工作，RD对应OE,WE对 应PGM A13 A15 译码器输入端和高位地址一起片选七、存
5、储器的校验编码的纠错 、检错能力与编码的最小距离有关L 编码的最小距离D 检测错误的位数C 纠正错误的位数汉明码是具有一位纠错能力的编码L 1 = D + C ( DC )1 . 编码的最小距离任意两组合法代码之间 二进制位数 的 最少差异L = 3 最多纠错 1位 最多检错 2位 汉明码的组成需增添 ？位检测位检测位的位置 ？检测位的取值 ？2k n + k + 1组成汉明码的三要素2 . 汉明码2i-1 ( i = 1，2， ， k )（1）汉明码的组成各检测位的取值与该位所在的检测“小组” 中各位数值，以及校验方式有关各检测位 Ci 所承担的检测小组为gi 小组独占第 2i1 位gi 和
6、 gj 小组共同占第 2i1 + 2j1 位gi、gj 和 gl 小组共同占第 2i1 + 2j1 + 2l1 位 C1 检测的 g1 小组包含第 1，3，5，7，9，11，C2 检测的 g2 小组包含第 2，3，6，7，10，11，C4 检测的 g3 小组包含第 4，5，6，7，12，13，C8 检测的 g4 小组包含第 8，9，10，11，12，13，14，15，24，奇校验v各检测位的值使各自对应监测小组中 为1的位数为奇数；v如汉明码为7位，则检测位C1应使1、 3、5、7位中的1的个数为奇数，C2则应使2、3 、6、7位中1的个数为奇数，C4则应使4、5、6 、7位中1的个数为奇数；
7、偶校验v各检测位的值使各自对应监测小组中 为1的位数为偶数；奇偶校验例1 求 0101 按 “偶校验” 配置的汉明码解： n = 4根据 2k n + k + 1得 k = 3汉明码排序如下:二进制序号名称1 2 3 4 5 6 7C1 C2 C4 0 0101 的汉明码为0100101b4b3 b2 b1 10 C1= 3 5 7 = 0C2= 3 6 7 = 1C4= 5 6 7 = 001 0 1得各检测位位置20 21 22由 2i-1 ( i = 1，2， ， k )求 0011按“奇校验”配置 的汉明码二进制序号名称1 2 3 4 5 6 7C1 C2 C4 0 1 100 1 1
8、解： n = 4 根据 2k n + k + 1 取 k = 3C1= 3 5 7 = 0C2= 3 6 7 = 1C4= 5 6 7 = 1 0011 的汉明码为 0101011例2按配偶原则配置 1011 的汉明码二进制序号名称1 2 3 4 5 6 7C1 C2 C4 0 1 010 1 1解： n = 4 根据 2k n + k + 1 取 k = 3C1= 3 5 7 = 0C2= 3 6 7 = 1C4= 5 6 7 = 0 0011 的汉明码为 0110011练习1（2） 汉明码的纠错过程形成新的检测位 Pi ，如增添 3 位 （k = 3）， 新的检测位为 P4 P2 P1 。
9、以 k = 3 为例，Pi 的取值为P1 = 1 3 5 7P2 = 2 3 6 7P4 = 4 5 6 7对于按 “偶校验” 配置的汉明码 不出错时 P1= 0，P2 = 0，P4 = 0C1C2C4其位数与增添的检测位有关，P1= 1 3 5 7 = 0 无错P2= 2 3 6 7 = 1 有错P4= 4 5 6 7 = 1 有错 P4P2P1 = 110第 6 位出错，可纠正为 0100101， 故要求传送的信息为 0101。纠错过程如下例3解：已知接收到的汉明码为 0100111（按配偶原则配置）试问要求传送的信息是什么? 练习2P4 = 4 5 6 7 = 1P2 = 2 3 6 7
10、 = 0P1 = 1 3 5 7 = 0 P4 P2 P1 = 100第 4 位错，可不纠写出按偶校验配置的汉明码0101101 的纠错过程v汉明码形成过程首先根据2k n + k + 1，求出需增加的 检测位位数k；再根据2i-1 ( i = 1，2， ， k )确定Ci 的位置；然后根据奇偶原则配置Ci各位的值，注 意：按奇配置与偶配置所求得的Ci值正好相反 ；纠错时，新的检测位Pi的取值与奇偶配置 原则是相对应的；对于偶配置，不出错时Pi的取值为0；而 对于奇配置，不出错时Pi的值为1；vCyclic Redundancy Check，CRCv基于模2运算而建立编码规则的校验码，是在k
11、位信息码之后拼接r位校验码；v应用CRC码的关键是如何从k位信息位简便地得 到r位校验位(编码)，以及如何从k+r位信息码判断 是否出错；vCRC码可以发现并纠正信息存储或传送过程中连 续出现的多位错误 。3. 循环冗余校验码（1）模2运算以按位模2相加为基础的四则运算，不考虑 进位和借位；模2加减v即 00=0， 01=1，10=1，11=0；v按位加，可用异或逻辑实现；两个相同的数 据的模2和为0；模2加与模2减的结果相同；模2乘v按模2加求部分积之和.v例如：0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 01 1 1 0 1 1 01 0 0 1 0 0模2除v按模2减求部分余数，每求一位
12、商应 使部分余数减少一位；v上商的原则当部分余数的首位为1时，商取1；当部分余数的首位为0时，商取0。当部分的余数的位数小于除数的位数 时，该余数即为最后余数。例：被除数101101，除数1101，商 ？余数？商 110，余数0011（2） CRC码的编码方法在纠错编码代数中，把以二进制数字表示的一个 数据系列看成一个多项式。如，可将待编码的k位有效信息位组表达为多项 式M(x)M(x)=Ck-1Xk-1 +Ck-2Xk-2 + + CiXi + + C1X+C0式中Ci为0或1，由对应二进制数确定；如待编码 数为1100，则M(x)=X3+X2+0+0;若将信息位组左移r位，则可表示为多项式
13、 M(x)Xr。这样就可空出r位，以便拼接r位校验位， 即：n=(k+r)位信息位组k位左移r位k位+ r位信息位组左移 r 位情况CRC码就是用多项式M(x)Xr 除以生成多 项式G(x)（即产生效验码的多项式），所得的余 数作为校验位；设所得余数表达为R(x)，商为Q(x)，将余 数拼接在信息位组左移r位空出的r位上，就构成 这个有效信息的CRC码。这个CRC码可用多项 式表达为：M(x)Xr + R(x) = Q(x)G(x) + R(x) + R(x)= Q(x)G(x) + R(x)+R(x)= Q(x)G(x)所得CRC码可被G(x)表示的数码除尽。模2和为0v例4（P145） 对
14、4位有效信息(1100)求循环校验编 码，选择生成多项式(1011)。v解： 有效信息 M(x)=x3+x2由多项式 G(x)=x3+x+1得 k+1=4所以 k=3 ，将有效信息左移k位后再被G(x)模2除，得 M(x) x3=1100000=x6+x5M(x)x3 /G(x)=1100000/1011 =1110+010/1011 所以 M(x)X3 + R(x)=1100000 + 010 =1100010上面循环校验码中n=7，k=4，称为(7，4)码说明：生成多项式不是随意设定的，也不是唯一 的，上面例子中生成多项式使用1011 ，也可以用1101 ；大家算一下使用1101时，计算出的R(x)=？，(7， 4)码为？R(x)=101,（7,4）码 1100101（3）CR
