16位字长存储器设计：RAM芯片数量、地址线和数据线分析

16位字长存储器设计：RAM芯片数量、地址线和数据线分析

假设某机器字长16位，存储器总容量64K字，按字编址，现有16K*8的RAM芯片，要组成这个存储器，需要回答以下问题：

1. 数据线和地址线各为多少条？
2. 需要的芯片数量是多少？
3. 有哪几条地址线用于片选信号？哪些地址线用于组内地址线?
4. 请画出该存储器与CPU连接的框图。

1. 数据线和地址线各为多少条？

• 数据线为16位，因为机器字长为16位，每个字需要16条数据线来传输。
• 地址线为14位。因为存储器容量为64K字，即 2^16 字，需要16条地址线来寻址，而每片RAM芯片的容量为16K字，即2^14 字，所以需要14条地址线用于组内寻址。

2. 需要的芯片数量是多少？

• 需要8片16K*8的RAM芯片。因为总容量为64K字，而每片RAM芯片容量为16K字，所以需要 64K / 16K = 8 片。

3. 有哪几条地址线用于片选信号？哪些地址线用于组内地址线?

• 3条地址线用于片选信号。因为需要8片RAM芯片，所以需要3条地址线来区分这8片芯片，即 2^3 = 8。
• 剩下的11条地址线用于组内地址线。因为每片RAM芯片的容量为16K字，需要14条地址线来寻址，其中3条用于片选，所以剩下的 14 - 3 = 11 条用于组内寻址。

4. 请画出该存储器与CPU连接的框图。

框图说明：

• 存储器的数据总线连接到CPU的数据总线，用于传输数据。
• 存储器的地址总线连接到CPU的地址总线，用于选择访问存储器的单元。
• 存储器的片选信号CS连接到CPU的片选信号，用于选择存储器芯片。
• 存储器的读写控制信号连接到CPU的读写控制信号，用于指示存储器进行读操作或写操作。