FAV-ZCU/KIV POT/10. Návrh paměti.md

Návrh paměti

• požadované vlastnosti
  • typ pamětí (SRAM, Flash, ...)
  • velikost paměti (počet slov x délka slova)
  • umístění pamětí v adresním prostoru
• rozložení pamětí v adresním prostoru = mapa adresního prostoru
• znalost mapy adresního prostoru je nutná při vytváření programového vybavení

Interpretace adresy

• ve kterémkoli místě lze adresu rozdělit na číslo bloku a offset uvnitř bloku
• velikost bloku (= paměťového obvodu) určuje délku příslušné části adresy - offsetu
• poloha bloku v adresním prostoru je dána vyšší částí adresy
• počet bloků je dán délkou vyšší části adresy

Kapacita paměti

• kapacita = počet slov x délka slov
• někdy v počtu bitů (např. 64 Mb)
• častěji s ohledem na organizaci jako součin (počet slov x délka slova)
  • 256k x 8

Základní počty

• 1 byte = 8 bitů
• 1 kbit (kb) = 2^10 bitů = 1024 bitů

• 1 kByte (kB) = 2^10 bytů = 1024 bytů
• 1 MByte (MB) = 2^20 bytů = 2^10 kB = 1 048 576 bytů
• 1 GByte (GB) = 2^30 bytů = 2^20 kB = 2^10 MB = 1 073 741 824 bytů
• má-li paměť kapacitu
  • 1 kB (= 2^10 bytů), je k jejímu adresování potřeba 10 adresních bitů
  • 2 kB (= 2^11 bytů), je k jejímu adresování potřeba 11 adresních bitů
• 2^m \times 2^n = 2^{m+n}

Příklad - připojení Flash 512 k x 8 k H8S

• úkol: připojit Flash 512 kB k H8S tak, aby byla umístěna v adresním prostoru od adresy 000 000
  • paměť má kapacitu 512 kB (= 2^19 kB)
    • A18 – A0 adresují uvnitř paměti
    • A23 – A19 musíme zavést do dekodéru adres

• úkol: připojit Flash 512 kB k H8S tak, aby byla umístěna v adresním prostoru na adrese B00 000 – B7F FFF
  • paměť má kapacitu 512 kB
    • A18 – A0 adresují uvnitř paměti
    • A23 – A19 musíme zavést do dekodéru adres
      • musí na nich být hodnota 10110

Interní dekóder adres v H8S

• podle kombinace na A23-A21 aktivuje některý z /CS0-/CS7
• paměť má kapacitu 512 kB
  • A18-A0 adresují vnitřní paměti
  • A23-A21 jsou dekódovány přímo v H8S
    • musí na nich být kombinace 101, tedy bude aktivní /CS5
  • A20-A19 musí mít hodnotu 10 - dekódujeme je v externím dekodéru

Externí dekodér

• je-li /Enable = H, jsou všechny výstupy H (tj. neaktivní)
• je-li /Enable = L, je aktivní některý z výstupů /Y0, ... , /Y3
  • podle kombinace na X1 X0
• výstupy /Y0, /Y1, /Y2 a /Y3 z dekodéru adres lze použít pro připojení 4 ks Flash 512 kB (celkem 2 MB Flash)

Návrh paměti

• sestavit SRAM 256 kB z obvodů 128 kB (128 k x 8)
• paměť má být v adresním prostoru umístěna od adresy 500 000
• úvahy
  • k dosažení potřebné kapacity jsou zapotřebí dva paměťové obvody
  • paměťový obvod o kapacitě 128 kB má 17 adresních vodičů (A16 – A0)
  • vodič A17 vybírá jeden ze dvou použitých obvodů
  • vodiče A23 – A18 zavedeme do dekodéru adres – musí na nich být kombinace 010100

Neúplné dekódování adresy

• některé adresní vývody procesoru jsou nezapojeny
  • jejich hodnota může být libovolná
• každá paměťová buňka má několik adres (zrcadlení), které se liší v adresních bitech odpovídajících nezapojeným adresním vývodům