Bellek modüllerini kullanarak bayt organize ve Word organize bellek

Şu anda bir CPU'nun donanım seviyesinde nasıl çalıştığını öğreniyorum ve sürekli gelişen bir şey de bellek organizasyonu. Öğrendiklerime göre (ve lütfen, doğru olmayan herhangi bir şey için beni düzeltin), aşağıdaki iki yolla düzenlenmiş bir hafızanız olabilir:

Bayt organize hafızası: Adres veriyolu üzerindeki her adres bir bayt'ın (8 bit) depolandığı bir hafıza konumuna işaret eder.

Word organize hafızası: Adres veri yolu üzerindeki her adres, bir kelimenin (8 bit'in birden fazla) depolandığı bir hafıza konumuna işaret eder.

Başka bir deyişle, bir bayt organize hafızası bir bayt sınırı olan herhangi bir hafıza konumuna erişebilirken, bir kelime organize hafızası sadece bir kelime sınırı olan hafıza konumlarına erişebilir.

Şimdi burada bir sorunum var. Bir ara sınav için çalışıyorum ve geçmiş dönemdeki ödevlere bakıyorum ve şu soru ortaya çıkıyor:

20 bit adres ve 8 bit veri arayüzüne sahip bir dizi bellek modülü verildi. 16 bitlik bir veri mimarisi işlemcisi için 4 MB'lık bir bayt organize ana bellek oluşturmamız gerekiyor.

Şimdi verilen bellek modüllerini kullanarak bir ana bellek oluşturmamız gerektiğini biliyorum. Başlamak için, her bir bellek modülünün kapasitesini bulmalıyız,

2 ^ m * n, burada m, bit olarak adres veriyolu ve n, bit olarak veri veriyoludur. Bu, her bellek modülü için 2 ^ 20 * 8 = 1 MByte kapasite verir.

Şimdi kaç bellek modülünün gerekli olduğunu bulmamız gerekiyor. Bu oldukça kolaydır ve şu şekilde bulunur: 4MB / 1MB = 4 modül.

Şimdi anlayamadığım kısım, hafızanın bayt düzenlenmesi gerekiyor, fakat ana hafızadaki veri yolu 16 bit. Her erişim bir kelime verirse, bayt organize bir belleği nasıl tasarlayabilirim? Bayt organize edildiğinde, bir adres verildiğinde, bellekteki o belirli bayta erişmenin mümkün olacağı anlamına gelmiyor mu? Bellek modülleri, 16 bitlik bir veri yolu sağlayacak şekilde tasarlanması gerektiğinde bu nasıl mümkün olabilir? İşte sorunun çözümü. Lütfen ana belleğin neden bu şekilde tasarlandığını ve her bir bayta ayrı ayrı erişmenin nasıl mümkün olduğunu ayrıntılı olarak açıklayın.

Cevap:

Teşekkür ederim.

Dikkat ederseniz, 1 MB bayt modüllerine erişmek için 20 bit gerekir.

Fakat işlemciniz kelime hizalı. Böylece 2 1Mb byte modül 2Mb kelime modülünü oluşturur. Nasıl çalıştığını anlamanın anahtarı, alttaki Hizalama.

Belirli bayt hizalı belleğe erişmek için 20 bit gerekir, ancak her konum bir veya iki bayttır. Böylece A0'yı (Adres biti 0) bellek kod çözme işleminden çıkarırsınız. Bu çizimin altında gösterilmiştir.

A20 - A1 (bit 1 .. 20), 1Mb kelime sıralı bellek konumlarınızı seçin. Yanlış hizalama, işlemcide, yüksek bayt D15-D8 ve düşük bayt D7-D0'da olduğu gibi telafi edilir.

İkinci bir banka eklediğinizde, A21 üst veya alt bankaları seçer. Diyagramdan yanıltıcı olan. Her iki bankaya da erişilebilir ve aralarında bankaya erişilen A21 multipleksleri bulunur.

Diğer seçenek, A21 çip seçimini etkinleştirerek iki banka arasında seçim yapmasıdır. Uygun banka, verileri doğrudan veri yoluna yerleştirir.

Aynı yaklaşım 32, 64 veya 128 bellek veri yolu için de geçerlidir. Gereksiz yapılan düşük adres bitlerini dışarıda bırakın.

OP yorumunu netleştirmek için düzenleyin.

Bu yüzden, mantığınızla, her bir bayta fiziksel olarak erişebilmelisiniz. Böylece zaten işlemci içinde olanı çoğaltır.

8Gbayt belleğe sahip bir 64 bit işlemci, 8 bayt / erişim, yani 1G 64 bit konumlar getirir. Her byte'a ayrı ayrı erişilebilmesi için kod çözmeyi genişletmeli miyiz?

Peki ya booleanlar? Bit üzerinden erişiyor muyuz? 64 veya 128 bit yüzer. İşlemciden iş hacmini optimize etmesi gereken donanım ve veri yapılarının fiziksel yapısına sahipsiniz.

Diyelim ki bir bool, byte, 16 bit tam sayı, byte ve 64 bit kayan bir yapı oluşturdunuz. 16 bit işlemci için bir derleyici, float (4 inç), int (birleştirilmiş 2 ayrı bayt), int ve int (bool - 15 bit boşa) olarak tahsis edebilir. 7 inç.

Yapıyı bir diziye çevirirseniz, derleyici her üyeye 8 inç olarak tahsis edebilir, bu nedenle yüzer ve inçler için doğal hizalama yapısı bozulmaz. Harcanan başka bir int.