基于SRAM的存儲容量的擴充方法

摘要：在實際應用中，存儲器所需要的容量通常比所生產的芯片容量大得多，所以需要對多芯片進行組合以實現存儲容量的擴充。本文以SRAM芯片為例系統分析了幾種常用的擴充存儲容量的方法。

關鍵詞：SRAM

存儲器容量

字擴展

位擴展

字位同時擴展

中圖分類號：TP302

文獻標識碼：A

文章編號：1002-2422(2010)03-0151-02

1擴展存儲容量的方法

1，1位擴展法一增加I／O端個數

指當存儲芯片所能提供的數據位數不能滿足存儲器的字長要求時，需加大字長，而存儲器的字數與存儲器芯片字數一致。對片子沒有選片要求。是通過多片芯片并聯的方式來實現。

位擴展原則：

(1)各芯片的數據線分別接到數據總線的各位上：

(2)各芯片的地址線并接在一起，連到相應的地址總線各位：

(3)各芯片的控制線并接在一起，連到相應的控制線上。

用IK×4位的2114SRAM存儲芯片組成1Kx8位的存儲器，如圖1所示。

1，2字擴展法一增加地址端個數

用存儲容量較小的芯片組成容量較大的存儲器時，需采用字擴展法進行擴展。指僅在字向擴充，而位數不變，需由片選信號來區分各片地址。

字擴展原則；

(1)將各存儲芯片片內地址線、數據線、謗寫控制線并聯，接到相應的總線上；

(2)將CPU未接的高位地址，通過譯碼器產生各個芯片的片選信號，以實現每個芯片占據不同的地址段。

用IKx 4位的2114SRAM存儲芯片組成2Kx4位的存儲器，如圖2所示。

1，3字位同時擴展法

(1)根據內存容量及芯片容量確定所需存儲芯片數；若已有存儲芯片的容量為LxJ bit，要構成容量為M xN bit的存儲器，需要的芯片數S為：

S=(M／L)×(N／J)

字擴展

位擴展

(2)進行位擴展以滿足字長要求；

(3)進行字擴展以滿足容量要求。

用IKx4位2114芯片。構成4KB的內存。如圖3所示。

S=(M／L)×(N／J)=(41)×(8／4)=8

2 CPU與存儲器連接時應注意的問題

2，1總線驅動能力

CPU總線的驅動能力有限，那么在較大的系統中就需要考慮總線驅動能力。一般做法是，對單向傳送的地址和控制總線，可采用三態鎖存器和三態單向驅動器來加以鎖存和驅動：對雙向傳送的數據總線，可采用三態雙向驅動器來加以驅動。

2，2時序配合CPU的時序與存儲器的存取速度之間的配合

每一種存儲芯片都有固有的時序特性，在和CPU相連時必須處理好時序的配合問題。處理這個問題應以CPU的時序為基準，從CPU的角度提要求。

2，3數據線的連接

數據總線是用來傳輸被訪問的存儲單元的數據信號。存儲器與CPU的數據線連接時，總的原則是：如果選用芯片的芯片字和所要設計的存儲器的謗駕寬度相同，則直接將數據線分別和CPU的數據線相連；如果芯片字的位數小于所要設計的存儲器的讀／寫寬度，則需進行“位擴展”，即用幾片組合在一起，使芯片字位數的總和等于存儲器的讀，寫寬度，將數據線分別和CPU的數據線按對應關系相連。

2，4地址線的連接

地址總線用來傳輸被訪問的存儲單元的地址信號。一個存儲器系統通常需要若干個存儲芯片。為了能正確實現尋址，一般的做法是，將CPU或系統的一部分地址線(通常是低位地址線，位數取決于存儲芯片的容量)連到所有存儲芯片，以進行片內尋址(存儲芯片內均設有地址譯碼器，如圖3中A0-A9作為片內尋址)；而用另一部分地址線(高位地址線，如圖3中用A10、A11經過譯碼作為芯片選擇)進行芯片選擇。存儲器系統設計的關鍵在于如何進行芯片選擇，即如何對高位地址譯碼以產生芯片的片選信號，常用以下三種方法：(1)線選法；(2)全譯碼{(3)部分譯碼。

2，5控制線的連接CPU-M

控制總線主要用來傳輸讀／寫信號和其他控制信號。總的原則是CPU的讀／寫控制信號分別和存儲器芯片的讀／寫信號輸入端相連。

2，6 ROM與RAM地址分配

內存通常分為RAM和ROM兩大部分，而RAM又分為操作系統占用區和用戶區。另外，目前生產的存儲器芯片，單片的容量仍然是有限的，即尋址空間是有限的，一般要由若干芯片組成一個存儲器。所以，在和CPU連接時需進行存儲器的地址空間分配，即需要事先確定每個芯片所占用的地址空間。地址分配如表1所示。