主存储器概述及优化
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快速读写快速页式工作技术(动态存储器的快速读写技术):读写动态存储器同一行的数据时,其行地址第一次读写时锁定后保持不变,以后读写该行多列中的数据时,仅锁存列地址即可,省去了锁存行地址的时间,加快了主存储器的读写速度。
EDO(ExtendedDataOut)技术:在快速页式工作技术上,增加了数据输出部分的数据锁存线路,延长输出数据的有效保持时间,从而地址信号改变了,仍然能取得正确的读出数据,可以进一步缩短地址送入时间,更加快了主存储器的读写速度。
并行读写是指在主存储器的一个工作周期(或较长)可以读出多个主存字所采用的技术。方案1:一体多字结构,即增加每个主存单元所包括的数据位,使其同时存储几个主存字,则每一次读操作就同时读出了几个主存字。方案2:多体交叉编址技术,把主存储器分成几个能独立读写的、字长为一个主存字的主体,分别对每一个存储体进行读写;还可以使几个存储体协同运行,从而提供出比单个存储体更高的读写速度。有两种方式进行读写:1在同一个读写周期同时启动所有主存体读或写。
2让主存体顺序地进行读或写,即依次读出来的每一个存储字,可以通过数据总线依次传送走,而不必设置专门的数据缓冲寄存器;其次,就是采用交叉编址的方式,把连续地址的几个存储字依次分配在不同的存储体中,因为根据程序运行的局部性特性,短时间内读写地址相邻的主存字的概率更大。
数据传送所谓成组数据传送就是地址总线传送一次地址后,能连续在数据总线上传送多个数据。而原先是每传送一次数据要使用两个时钟周期:先送一次地址,后跟一次数据传送,即要传送N个数据,就要用2N个总线时钟周期,成组数据传送方式只用N+1个总线时钟周期。实现成组数据传送方式,不仅CPU要支持这种运行方式,主存也能提供足够高的数据读写速度,这往往通过主存的多体结构、动态存储器的EDO支持等措施来实现。
2让主存体顺序地进行读或写,即依次读出来的每一个存储字,可以通过数据总线依次传送走,而不必设置专门的数据缓冲寄存器;其次,就是采用交叉编址的方式,把连续地址的几个存储字依次分配在不同的存储体中,因为根据程序运行的局部性特性,短时间内读写地址相邻的主存字的概率更大。
数据传送所谓成组数据传送就是地址总线传送一次地址后,能连续在数据总线上传送多个数据。而原先是每传送一次数据要使用两个时钟周期:先送一次地址,后跟一次数据传送,即要传送N个数据,就要用2N个总线时钟周期,成组数据传送方式只用N+1个总线时钟周期。实现成组数据传送方式,不仅CPU要支持这种运行方式,主存也能提供足够高的数据读写速度,这往往通过主存的多体结构、动态存储器的EDO支持等措施来实现。
数据总线:分为内部数据总线IB与外部数据总线DB两部分。主要完成计算机各功能部件之间的数据传送。设计总线的核心技术是要保证在任何时刻只能把一组数据发送到总线上,却允许一个和多个部件同时接受总线上的信息。所用的电路通常为三态门电路。系统时钟及时序:教学机晶振1.8432MHz,3分频后用614.4KHz的时钟作为系统主时钟,使CPU、内存、IO同步运行。CPU内部的有些寄存器用时钟结束时的上升沿完成接受数据,而通用寄存器是用低电平接收的。内存或I/O读写操作时,每个总线周期由两个时钟组成,第一个时钟,称为地址时间,用于传送地址;第二个时钟,称为数据时间,用于读写数据静态存储器的字位扩展:教学计算机的内存储器用静态存储器芯片实现,由2K字的ROM区和2K字RAM区组成。内存字长16位,按字寻址。ROM由74LS2716只读存储器ROM(每片2048个存储单元,每单元为8位二进制位)两片完成字长的扩展。地址分配在:0~2047RAM由74LS6116随机存储器RAM(每片2048个存储单元,每单元为8位二进制位)两片完成字长的扩展。地址分配在:2048~4095。静态存储器地址分配:为访问2048个存储单元,要用11位地址,把地址总线的低11位地址送到每个存储器芯片的地址引脚;对地址总线的高位进行译码,译码信号送到各存储器芯片的/CS引脚,在按字寻址的存储器系统中实现按字节读写。