存储器测试题.doc

1、现有1024×1的存储芯片，若用它组成16K×8的存储器，试求：
（1）实现该存储器所需的芯片数量；
（2）若将这些芯片分装在若干块板上，每块板的容量为4K×8，该存储器所需的地址线总位数是多少？其中几位用于选板？几位用于选片？几位用于选片内单元。
2、某存储器容量为16K×8，用4K×4的SRAM芯片组成，由R/W线控制读写，设计并画出该存储器的逻辑图，并注明地址分配、片选逻辑及片选信号的极性。
3、用容量为16K×1的DRAM芯片组成64KB的存储器。设存储器的读写周期为0.5μs，CPU在1μs内至少要访存一次，问哪种刷新方式比较合理？相邻两行之间的刷新间隔是多少？对全部存储单元刷新一遍所需的实际刷新时间是多少？
4、现有2K×1的ROM、4K×1的RAM和8K×1的ROM三种存储芯片，若用它们组成容量为16KB的存储器，前4KB为ROM，后12KB为RAM。
（1）各种存储芯片分别用多少片？
（2）正确选用译码器及门电路，并画出相应的逻辑结构图。
5、某计算机为定长指令字，指令字长为12位，每个地址码占3位，试提出一种分配方案，使该指令系统包含：4条三地址指令、8条二地址指令、180条单地址指令。
6、某计算机字长为16位，主存容量为64K字，采用单字长单地址指令格式，共有64条指令。试说明：
（1）若采用直接寻址，指令能访问多少主存单元？
（2）为扩大寻址范围，采用直接/间接寻址，需要一位间址标志位，指令的寻址范围为多少？指令直接寻址的范围为多少？
7、指令格式如下所示，OP为操作码字段，试分析指令格式特点。
31 26 21 18 17 16 15 0
OP
—
源寄存器
变址寄存器
偏 移 量

1解：
①所需芯片数 = 16K×8 / 1K×1 = 128（片）
②板块数 = 16K×8 / 4K×8 = 4（块）； 板块上芯片数 = 4K×8 / 1K×1 = 32（片），8并4串；地址线总数 = ㏒16×1024 = ㏒214 = 14（根）。
地址线中：用于选板地址线数 = ㏒4 = 2；用于选片地址线数 = ㏒4 = 2；用于选片内单元地址线数 = ㏒1024 = ㏒210 = 10（根）。

2解：
所需芯片数 = 16K×8 / 4K×4 = 8（片），8片4K×4的SRAM芯片应以2并4串的形式组成16K×8的存储器。采用2：4译码产生片选，逻辑结构图如下：
2:4Y3
译 Y2
码 Y1
器 Y0

A13

A12
Y0=A12A13 Y1=A12A13 Y2=A12A13 Y3=A12A13
0000H～0FFFH 1000H～1FFFH 2000H～2FFFH 3000H～3FFFH
A0～A11
CS
RAM
4K×4
#1
CS
RAM
4K×4
#0
CS
RAM
4K×4
#1
CS
RAM
4K×4
#0
CS
RAM
4K×4
#1
CS
RAM
4K×4
#0
CS
RAM
4K×4
#1
CS
RAM
4K×4
#0

D0～D3
D4～D7
R/W

3解：
①用16K×1的DRAM芯片组成64K×8（KB指示单元位数是8）的随机存储器，芯片数 = 64K×8 / 16K×1 = 32（片）；32片16K×1的DRAM芯片应以8并4串的形式组成64K×8的随机存储器。
片应以8并2串的形式组成4K×8的只读存储器。采用2：4译码产生片选，逻辑结构图如下：………
②16K×1的DRAM芯片是由128×128阵列组成，若集中刷新会形成128×0.5 = 64μs的死区；分散刷新读写周期变长为1μs。因此不能满足CPU在1μs至少访问一次存储器的要求，应该用异步刷新。
设刷新是2ms，则相邻两行的刷新间隔为2ms÷128 = 15.60μs；
对所有存储单元刷新一遍的实际时间为15.60×128 = 1996.80μs。

4解：
①8K＞4K，所以8K×1的ROM芯片无法利用；只能用2K×1的ROM芯片组成4K×8（KB指示单元位数是8）的只读存储器，芯片数 = 4K×8 / 2K×1 = 16（片）。
用4K×1的RAM芯片组成12K×8的随机存储器，芯片数 = 12K×8 / 4K×1 = 24（片）。
②16片2K×1的ROM芯片应以8并2串的形式组成4K×8的只读存储器，24片4K×1的RAM芯片应以8并3串的形式组成4K×8的只读存储器。采用2：4译码产生片选，逻辑结构图如下：
…
…
…
…
…
…
2:4Y3

译 Y4
码 Y1
器 Y0
…
…
CS
ROM
2K×1
#0
CS
ROM
2K×1
#7
…
CS
ROM
2K×1
#0
CS
ROM
2K×1
#7
…
CS
RAM
4K×1
#0
CS
RAM
4K×1
#7
…
CS
RAM
4K×1
#0
CS
RAM
4K×1
#7
＋
＋

A13

A12
A11

A0～A10

D0

D7

5解：
由题意可知，当指令为三操作数时，操作码的位数为12 – 3×3 = 3，共23 8 种编码。现使“000～011”为四条三地址数指令的编码，“100～111”四个编码把一个地址码（三位）扩展为操作码。
用四个扩展编码中的“100” 把一个地址码（三位）扩展为操作码，共有23 = 8 种编码“100000～100111” 为八条二地址数指令的编码，其余3×23 = 24 种编码把一个地址码（三位）扩展为操作码。
用24 种编码把一个地址码（三位）扩展为操作码，共有24×23 =184种编码，用其中的180个编码为180条一地址数指令的编码。

6解：
64条单地址指令，指令字长16位，其中操作码（64 = 26）6位，地址码10位。
①采用直接寻址，能访问210 = 1024个主存单元。
②当间接寻址时，地址码可达16位，寻址范围为216 = 64K；直接寻址时地址码为9位（其中有一位要用作寻址标志），寻址范围为29 = 512。

7解：
(1)操作码字段为6位，可指定26= 64种操作，即64条指令。
(2)单字长（32位）二地址指令。
(3)一个操作数在源寄存器(共有16个),另一个操作数在存储器中(由变址寄存器内容+偏移量决定),所以是RS型指令。