第五章 习 题 题2.5.1 静态RAM与动态RAM相比，各有什么特点? 解：两种RAM列成表以作比较 比较内容静态RAM动态RAM 存储容量小存储容量更大 功耗较大更小 存取速度快更快 价格贵便宜题2.5.2 将包含有32768个基本存储单元的存储电路连接成4096个字节的RAM，则： (1)该RAM有几根数据线? (2)该RAM有几根地址线? 解： 一个基本存储单元存放有一位二进制信息，一个字节为8位二进制信息， 32768=215=2128=21223。所以：(1) 有8根数据线； (2) 有12根地址线，一次访问一个字节，即8位数据。 题2.5.3 RAM的容量为256字位，则： (1)该RAM有多少个存储单元? (2)该RAM每次访问几个基本存储单元? (3)该RAM有几根地址线? 解： 一个基本存储单元存放有一位二进制信息，所以1024字位容量就有：(1) 1024个基本存储单元； (2) 由四个基本存储单元组成一个4位的存储单元，所以，该存储器每次访问4个基本存储 单元； (3) 有256=28，所以有8根地址线。 题2.5.4 试用256字位的RAM，用位扩展的方法组成一个256*8字位的RAM，请画出电路图。 解：256字位的RAM只有4位数据线，要扩大成8位时应采用位扩展的方法实现。将8位地址线、 片选线、读/写控制线并联，RAM（1）的4位作扩展后8位的高4位，RAM（2）的4位作为扩展后的低4 位，组成扩展后的8位数据输出。其扩展的连接电路如图所示：题2.5.5 C850是64*1字位容量的静态RAM，若要用它扩展成一个128*4字位容量的RAM，需要几块 C850?并画出相应的电路图。 解：该题原地址为64=26为6位，现要有128=27，需用7位地址线，因此要用地址扩展；数据线只有1 位，现需要4位数据，同时要进行数据位扩展；所以要有8块C850是64*1字位容量的静态RAM。其连 接后的电路如图所示：题2.5.6 按照编程工艺不同，只读存储器大致可分为哪几类?各有什么特 点? 解： 熔丝/反熔丝型，EPROM型，E2PROM型，Flash Memory型等。 题2.5.7 设某个只读存储器由16位地址构成，地址范围为000FFF(16进 制)。现将它分为 RAM、I/O、ROM1和ROM2等四段，且各段地址分配为RAM段：000DFFF；I/O 段：E000E7FF；ROM1 段：F000F7FF；ROM2段：F800FFFF。试： (1)设16位地址标号为A15A14A1A0，则各存储段内部仅有哪几位地址值保持不变? (2)根据高位地址信号设计一个选择存储段的地址译码器。 解：解：（1）RAM 存储段地址：A15A14A1A0为 00000000000000001101111111111111，所有的地址都变；IO 存储段地址为11100000000000001110011111111111，只有 A15A14A13A12A1111100 的地址不变；ROM1 存储段具体地址为 11110000000000001111011111111111 只有A15A14A13A12A1111110 五位地址不变；同理 ROM2 不变的地址为A15A14A13A12A1111111 五位；（2）因此，四个存储区的地址译码输出方程分别为：131415AAARAM 1112/AARAMOI11121314151AAAAAROM 画出相应的框图如下：11121314152AAAAAROM题2.5.8 利用数据选择器和数据分配器的原理，将二只64*8容量的ROM分别变换成一只512*1字位和 一只256*2字位ROM。 解：变换成5121字位时用8选1的数选择器，变换成2562字位的系统时用双 4 选 1 的数据选择器，它们的电路图分别如下：A5A0C850 RAM1C850 RAM4C850 RAM1C850 RAM2C850 RAM2C850 RAM3C850 RAM3C850 RAM41A6D3 D2D1 D0连续存储器RAM I/O ROM1 ROM2D2=A2 D1=A1 D0=A0; 题2.5.11 试用PROM设计一个二位二进制数的乘法器。设被乘数为A1、A0，乘数为B1 、B0，乘积为648ROM双 4 选 1数据选择 器A5A0A6A7D1D0M2048820488111 位地址线8 位数据输出P3、P2、P1、P0。试问： (1)PROM的容量应该为多少字位? (2)画出PROM实现该乘法器的编程逻辑图。 解： (1) 244； P3=A1 (2)P2=A1 P1=A0 P0=A0题2.5.12 已知某逻辑电路如题2.5.12图所示，其中74LS161为一个四位二进制计数器，PROM中对应 地址存放的数据如题表2.5.12所示，设计数器初态为“0000” ，D=(D3D2D1D0)2,试： (1)画出T=040秒内，输出数据D关于时间的变化波形。 (2)分析该电路实现了何种功能? (3)若要用该电路实现一个近似的正弦波发生器，则PROM中的数据应如何存放 (4)若要改善波形的性能(如减少失真)，电路应如何改造?图题2.5.12 表题2.5.12 3A2A1A0A 3D2D1D0D 3A2A1A0A 3D2D1D0D0 0 0 00 0 0 01 0 0 01 0 0 0 0 0 0 10 0 0 11 0 0 10 1 1 1 0 0 1 00 0 1 01 0 1 00 1 1 0 0 0 1 10 0 1 11 0 1 10 1 0 1 0 1 0 00 1 0 01 1 0 00 1 0 0 0 1 0 10 1 0 11 1 0 10 0 1 1 0 1 1 00 1 1 01 1 1 00 0 1 0 0 1 1 10 1 1 11 1 1 10 0 0 1 解： （1）波形图0246812345678910 11 12 13 14 15 16系列1（2）三角波发生器。 （3）只需对正弦波采样即可 （4）增加计数器的位数，同时增加PROM的数据位数题2.5.13 CPLD器件与FPGA器件相比，各有哪些特点?它们分别适合设计何 种类型的逻辑电路?解：CPLD的基本逻辑块相对较大，布线延时可预测，资源利用率低。适合设计复杂组合逻辑电 路 FPGA的基本逻辑块较小，寄存器丰富，资源利用率高，布线延时不确定，特别适合大型时序逻 辑电路的设计。 题2.5.14 参考教材图2.5.25，试问单独用一个GLB最多可实现多少个逻 辑变量的逻辑函数?能否用 它们实现这些变量组成的的所有逻辑函数? 解： 由于一个GLB最多只有18个输入逻辑变量，故它最多可直接实现18个逻辑变量的逻辑电路。 由于其与或阵列，及其它硬件资源的限止，它并不能实现所有18个输入的逻辑函数。 题2.5.15 参考教材图2.5.34，试问四变量输入的逻辑函数发生器，需 要多少个存储单元控制?最 多可产生多少个逻辑函数?又可当作容量为多少字位的高速SARM? 相应的地址输入、数据输出是什 么? 解： 24个存储单元；216种逻辑运算；16(字)1(位)的SRAM。 题2.5.16 现要设计一个模四的可逆二进制计数器，当输入X=0时，实现加 法计数，X=1时，实现减 法计数。试画出描述该计数器的ASM流程图。 解： （1）电路共有16个状态，可依次定义为S1S16 （2）根据外部输入X，可方便地画出其ASM图。例，若当前状态为S3，若X=1，则下一状态转移至 S2，若X=0，则下一个状态转移至S4。题2.5.17 现要设计一个110序列脉冲检测器，设输入序列为X，输出为Z。 试画出描述该序列脉冲 检测器的ASM流程图。 解： 定义状态： S1：初态或其它情况 S2：连续来1个1 S3：连续来2个1 S4：连续来110 根据这4个状态，可画出其状态转移图和ASM图题2.5.18 (上机题)在Lattice公司的ISP Synario开发环境下，设计一个 能显示时、分、秒的数字 钟电路，并要求时、分、秒可调。 题2.5.19 (上机题)在Xilinx公司的Foundation 1.5开发环境下，设计一 个8位8位的定点二进制 乘法器。