64x8存储器扩展设计

存储器扩展课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解存储器的基本概念，掌握存储器扩展的原理与方法；2. 学生能掌握存储器扩展涉及的硬件及软件知识，如地址线、数据线、控制线等；3. 学生能了解不同类型存储器的特点，如RAM、ROM、EEPROM等。

技能目标：1. 学生能运用所学知识，设计简单的存储器扩展方案；2. 学生能通过编程实现对存储器的读写操作；3. 学生能分析和解决存储器扩展过程中可能出现的问题。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对新知识的好奇心和探索精神，激发学生主动学习计算机硬件的兴趣；2. 培养学生具备团队协作精神，学会在团队中分享与交流；3. 培养学生严谨的学习态度，提高学生对硬件知识的应用能力。

课程性质：本课程为计算机硬件课程，旨在帮助学生掌握存储器扩展相关知识，提高学生的实际操作能力。

学生特点：学生具备一定的计算机硬件基础，对存储器扩展有一定了解，但实际操作能力有待提高。

教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，通过案例分析、实际操作等教学方式，使学生能够掌握存储器扩展的相关知识，并能够运用所学知识解决实际问题。

同时，注重培养学生的团队协作能力和创新精神。

在此基础上，将课程目标分解为具体的学习成果，以便于后续教学设计和评估。

二、教学内容1. 存储器概述：介绍存储器的基本概念、分类、作用及其在计算机系统中的重要性。

- 章节关联：课本第二章“存储器系统”2. 存储器扩展原理：讲解存储器扩展的基本原理，包括地址线、数据线、控制线的扩展方法。

- 章节关联：课本第二章“存储器扩展”3. 存储器扩展硬件：介绍存储器扩展涉及的硬件设备，如RAM、ROM、EEPROM等。

- 章节关联：课本第二章“存储器类型”4. 存储器扩展编程：讲解如何通过编程实现对存储器的读写操作。

- 章节关联：课本第三章“存储器编程”5. 存储器扩展案例分析：分析实际存储器扩展案例，使学生了解并掌握实际应用中的存储器扩展方法。

I /O1～ I /O4
A9～ A0
WE CS R A M2 2114
I /O1～ I /O4
A9～ A0
WE CS R A M3 2114
I /O1～ I /O4
D7～ D4 WR
字位同时扩展连接图
I /O1～ I /O4 WE CS
R A M4 2114 A9～ A0
A9～ A0 WE CS
R A M4 2114 I /O1～ I /O4
RAM1 2114 I/O1～I/O4
I/O1～I/O4 WE CS
RAM2 2114 A9～A0
A9～A0 WE CS
RAM2 2114 I/O1～I/O4
I/O1～I/O4 WE CS
RAM3 2114 A9～A0
A9～A0 WE CS
RAM3 2114 I/O1～I/O4
I/O1～I/O4 WE CS
A11
A10
译码器
1
2
3
4
A9~A0 CPU
1 CS
1K×4
WE I/O1~4
2 CS
1K×4
WE I/O1~4
D7~D4
D3~D0
1 CS
1K×4
WE I/O1~4
2 CS
1K×4
WE I/O1~4
D7~D4
D3~D0
WE D7~D0
D7~D0
D7~D0
D7~D0
字位同时扩展构成4K×8存储器电路连接示意图
3
2. 字扩展(地址范围)
字扩展用于存储芯片的位数满足要求而字数不够的情况，是
对存储单元数量的扩3 展。
A15
2-4 译
2
码1

课程设计题目存储器扩展分析与设计学院自动化学院专业自动化专业班级姓名指导教师向馗副教授2013 年 1 月10 日课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：向馗副教授工作单位：自动化学院题目: 存储器扩展分析与设计要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1. 画出简要的硬件原理图，编写程序。

2.完成以下任务：(1).设计一个EEPROM扩展电路，由两片2864扩展为16KB容量, 并编程信息检索程序。

(2). 编程内容：在扩展的ROM中存入有9个不同的信息，编号0到8，每个信息包括40个字字符。

从键盘接收0到8之间的一个编号，然后在屏幕上显示出相应的编号的信息内容，按“q”键退出。

3. 撰写课程设计说明书。

内容包括：摘要、目录、正文、参考文献、附录（程序清单）。

正文部分包括：设计任务及要求、方案比较及论证、软件设计说明（软件思想，流程，源程序设计及说明等）、程序调试说明和结果分析、课程设计收获及心得体会。

时间安排：2012年12月30 日----- 12月31日查阅资料及方案设计2013年01月01日----- 01月05日编程2013年01月06日----- 01月08日调试程序2013年01月09日----- 01月10日撰写课程设计报告指导教师签名：2013年1月11日系主任（或责任教师）签名：年月日目录摘要 (1)1设计意义及任务 (2)1.1设计意义 (2)1.2设计任务 (2)2 EEPROM扩展电路设计 (3)2.1方案设计 (3)2.2芯片选择 (3)2.3连线说明 (4)2.4硬件电路图 (5)3程序设计 (6)3.1设计思路 (6)3.2程序框图 (6)3.2.1主程序流程图 (6)3.2.2输入程序流程图 (6)3.2.3输出程序流程图 (6)3.3设计程序一 (8)3.4设计程序二 (10)3.5调试过程 (12)3.5.1调试过程 (12)3.5.2结果记录 (12)3.5.3调试过程中遇到的问题 (13)结束语........................................................................................................... 错误！未定义书签。

14 8
RAM 芯片 16KX8
14 8
RAM 芯片 16KX8
14 8
RAM 芯片 16KX8
R/W
A14 A15
15
CS0
CS1
CS2
CS3
2--4译码器
64KB存储器=4片16K*8b存储芯片
13
16KX8位 64KX8位 (64KB) D 16 A
8
0000H
FFFFH
14 8
RAM 芯片 16KX8
A0 ~ A15
R/W
64K*8
D0 ~ D7 CS
进行字扩展时，模块中所有芯片的地址线、控制线和数据线互连形成 整个模块的低位地址线、控制线和数据线 ， CPU的高位地址线（扩展的字 线）被用来译码以形成对各个芯片的选择线 —— 片选线 。
18
存储器字扩展

用16K×8位的芯片采用字扩展法组成64K×8 位的存储器
半导体存储器的组成与控制 半导体存储器的读写时间一般在十几至 几百毫微秒之间，其芯片集成度高，体积小， 片内还包含有译码器和寄存器等电路。常用的 半导体存储器芯片有多字一位片和多字多位(4 位、8位)片，如16M位容量的芯片可以有 16M×1位和4M×4位等种类。 1. 存储器容量扩展 1个存储器的芯片的容量是有限的，它在 字数或字长方面与实际存储器的要求都有很大 差距，所以需要在字向和位向进行扩充才能满 足需要。
A0 CE 1 256×4 I/O A7 I/O
A0 CE 3 256×4 I/O A7 I/O
A0 CE 5 256×4 I/O A7 I/O
A0 CE 7 256×4 I/O A7 I/O
数 据 线
29
（1） 256B×4 256B×8位 256B×4 1K×8位 (64KB) （2） 256B×8 1K×8位

原理：
当主存储器的字长与单个存储芯片的字数相同而位数不相同时，可采用位扩展方式来组织多个存储芯片构成主存储器。
2、字扩展
已知存储器总容量为64K×8（位），而所选用的存储器芯片容量为8K×8（位）时，主存储器应由8个芯片构成。
（1）若8个芯片的地址如下分配：
芯片号
地址范围
1
0000~1FFFH
2
2000~3FFFH
大连东软信息学院
学生实验报告
课程名称：_ _________________
专业班级__________________
姓名：_______________
学号：_________________
2011-- 2012学年第2学期
实验报告注意事项
1.课前必须认真预习实验，认真书写预习报告，了解实验步骤，未预习或预习达不到要求的学生不准参加实验；
6
C000~DFFFH
7
6000~7FFFH
8
E000~FFFFH
A.若在1的基础上，只修改存储器的片选信号，存储器应当怎样连接？
B.若在1的基础上，不修改存储器的片选信号，存储器应当怎样连接？
原理：
当主存储器的字长与单个存储芯片的字长相同而字数不相同时，可采用字扩展方式来组织多个存储芯片构成主存储器。
（2）打开文件memory_bit.mdl；
（3）按照实验要求进行连线；
运行，记录实验结果
2、字扩展
（1）打开MATLAB；
（2）打开文件memory_word.mdl；
（3）按照实验要求进行连线；
（4）运行，记录实验结果
实验结果（结论及
分析）
教师
评语
6.无故缺实验者，按学院学籍管理制度进行处理；

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4、常用的地址译码器 常用的地址译码器是： 3-8线译码器74LS138 双2-4线译码器74LS139
3个选择输入端
A B C G2A G2B G1 Y7 GND
3个允许输入端
1 16 2 15 3 14 4 74LS 13 5 12 6 138 11 7 10 8 9
VCC Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6
8.1 概
述
存储器是计算机的主要组成部分，它使计算机 具有记忆功能。能将数据和程序存入计算机，使之 脱离人的干预自动工作。 70年代的存储器大多采用磁芯存储器，其速度 比CPU慢几个数量级。且体积大，成本高。无论是 体积上还是成本上，都是计算机的主要组成部分。 计算机工作者在存储器的速度、体积、成本和 容量上做了大量工作，解决了很多矛盾，成功地研 制出今天的半导体存储器。
P2 P0
指令 输入
PCH输出
PCL 输出 指令 输入
PCH输出
PCL 输出 指令 输入
PCH输出
PCL 输出 指令 输入
PCH输出
PCL 输出
PCL输出有效
PCL输出有效
PCL输出有效
图8-1 外部程序存储器操作时序（a） 外部程序存储器操作时序（a）
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由图可见： P2口用于送出PCH信息 P0口用于送出PCL信息和输入指令 一个周期内，ALE 脉冲两次有效。 一个周期内， PSEN 脉冲两次有效。 ALE↓将P0口上的低8位地址 锁存到地址锁存器 PSEN低电平期间将指令读入单片机
8个输出端
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74LS138译码器真值表
输 G1 G2B G2A × × 0 1 1 0 1 1 × 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 × 0 0 0 0 0 0 0 0 入 输

存储器的扩展课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解存储器的基本概念，掌握存储器扩展的原理及方法。

2. 学生能了解不同类型存储器的特点，例如RAM、ROM、EEPROM等，并掌握其应用场景。

3. 学生能掌握存储器地址线和数据线的连接方式，理解存储器容量与地址线位数的关系。

技能目标：1. 学生具备分析和设计简单存储器扩展电路的能力，能运用所学知识解决实际问题。

2. 学生能运用相关软件工具（如仿真软件）进行存储器扩展电路的搭建和测试。

3. 学生通过小组合作，提高沟通与协作能力，培养团队精神。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子技术学科的兴趣，提高学习积极性。

2. 学生认识到存储器扩展技术在现实生活中的应用，增强实践意识和创新意识。

3. 学生在小组合作中学会尊重他人意见，培养良好的团队合作精神和沟通能力。

课程性质：本课程为电子技术学科的一门实用技术课程，旨在帮助学生掌握存储器扩展技术的基本原理和方法，提高实践操作能力。

学生特点：本课程针对的是高年级学生，他们已经具备了一定的电子技术基础知识，具有较强的学习能力和动手能力。

教学要求：教师应注重理论与实践相结合，采用启发式教学，引导学生主动探索、积极思考，培养学生的创新意识和实际操作能力。

同时，注重评估学生在课程中的学习成果，确保课程目标的达成。

二、教学内容1. 存储器概述- 存储器的分类及特点- 存储器的基本工作原理2. 存储器扩展技术- 扩展存储器的基本原理- 地址线、数据线的连接方法- 存储器容量与地址线位数的关系3. 常用存储器芯片介绍- RAM、ROM、EEPROM等存储器芯片- 各类存储器芯片的引脚功能及内部结构4. 存储器扩展电路设计- 存储器扩展电路的设计方法- 地址译码器、数据缓冲器等组件的应用- 存储器扩展电路的仿真与测试5. 实践操作- 搭建简单存储器扩展电路- 编写测试程序，验证存储器扩展电路的功能- 分析实验结果，优化存储器扩展电路设计教学内容安排和进度：第1-2周：学习存储器概述、存储器扩展技术相关理论知识第3-4周：介绍常用存储器芯片，分析其内部结构和引脚功能第5-6周：设计存储器扩展电路，进行仿真与测试第7-8周：实践操作，搭建存储器扩展电路，编写测试程序，验证电路功能教材章节关联：本教学内容与教材中关于存储器及其扩展技术的章节紧密相关，涵盖了存储器的基本概念、工作原理、扩展方法以及实践应用等方面。

▪ 8D锁存器74LS373 ▪ 74LS373是一种带输出三态门的8D锁存器。
74LS373的结构示意图
74LS373用作地址锁存器
▪ 1D～8D为8个输入端。 ▪ 1Q～8Q为8个输出端。 ▪ G为数据打入端： 当G为“1”时， 锁存器输出状
态(1Q～8Q)同输入状态(1D～8D)； 当G由“1” 变“0”时， 数据打入锁存器中。
▪ 8.5 静态数据存储器的扩展
D0～7
D8～15
R/W CE
A0～10
共用片选
D0～7 R/W
CE
A0～10
D0～7 R/W
CE
A0～10
地址、片选和读写引线并联后引出，数据线并列引出。
二、扩充存储器容量：
▪ 地址线、数据线和读写控制线均并联。 ▪ 为保证并联数据线上没有信号冲突，必须用片选信
号区别不同芯片的地址空间（不能共用片选）。
扩展存储器的设计
▪ 单片机系统的扩展是以基本的最小系统为基础的, 故应首先熟悉最小应用系统的结构。
▪ 实际上, 内部带有程序存储器的8051或8751单片 机本身就是一个最简单的最小应用系统,许多实际 应用系统就是用这种成本低和体积小的单片结构 实现了高性能的控制。
▪ 对于目前国内较多采用的内部无程序存储器的芯 片8031来说, 则要用外接程序存储器的方法才能 构成一个最小应用系统。
低电平)，由DIR端控制驱动方向： DIR为“1”时方向从左到右(输出允许)， DIR为“0”时方向从右到左(输入允许)。 74LS244和74LS245的引脚图如 下图所示。
总线驱动器芯片管脚图 (a) 单向驱动器74LS244; (b) 双向驱动器74LS245
P2口外接74LS244;

扩展8个输出端口设计方案1. 设计背景MCS-51系列单片机有4个并行口(P0，P1，P2，P3口)，但对一个稍微复杂的应用系统来说，真正可供用户使用的并行口数量是有限的，况且常常因扩展I2C和SPI的器件需占用某些并行口，这就迫使我们不得不扩展并行口以满足实际的需要。

在RXD和TXD没被使用的情况下，可以利用RXD和TXD端口和移位寄存器74LS164将串行口扩展为多组八位的并行输出口，这样就可以用本来闲置不用的端口进行并行口的扩展，能充分利用单片机有限的I/O资源，并扩展了并行口的数量。

单片机的应用越来来越广泛，上述扩展并行口只是为了单片机更复杂的应用，作为将来的相关技术人员，应该时刻关注单片机的的发展现状和未来的发展趋势，首先先将动手能力和理论知识的结合起来，锻炼动手能力，扎实掌握基础知识，为将来更深入学习和工作做准备。

2.设计方案2.1原理图设计方案1.方案比较与选择AT89C52单片机有4个并行口，当内部并行口不够用时可以外扩并行口芯片。

可扩展的的并行口芯片很多，分成两类：不可编程的并行口芯片（74LS64）和可编程并行接口芯片（8255）。

将用不可编程的并行口芯片74LS64扩展作为方案一，将用可编程并行接口芯片8255扩展作为方案二。

2.系统框图根据课程设计要求，作为控制模块的AT89C52单片机要工作需要最小系统，而最小系统由晶振电路部分、复位电路部分和电源模块组成，由于要扩展八位并行输出口必定有扩展部分，作为扩展成功的标志输出显示部分势必不可少的，故系统框图如图2.1 电源模块复位电路晶振主控模块（AT89C52）输出显示部分扩展部分图2.1 系统框图3.元器件简介对AT89C52进行和74LS164进行简介。

4.根据设计要求，依据系统框图用Proteus画原理图。

下面先对Proteus进行一下简介：Proteus的ISIS是一款Labcenter出品的电路分析实物仿真系统，可仿真各种电路和IC，并支持单片机，元件库齐全，使用方便，是不可多得的专业的单片机软件仿真系统。

第一章 绪论随着工艺尺寸的缩小，当代ASIC 与CPU 的性能突飞猛进，然而存储器的核心频率任然只有100~200MHz 左右，SDR/DDR/DDR2/DDR3等旨在提高数据吞吐率的接口协议应运而生。

当下，设计良好的存储控制器，已成为充分发挥系统带宽潜能、降低系统功耗的有力保障。

本章内容：首先，将分三部分简要介绍DRAM 存储器：前SDRAM 时代的DRAM 、SDRAM 带来的机遇与挑战、后SDRAM 时代的DRAM ；然后，将介绍本课题的内容，给出论文结构。

1 前SDRAM 时期的DRAM 1.1 DRAM 的发明1966年Robert Dennard 博士在IBM 的Thomas J. Watson 研究中心发明了DRAM 存储器，其中的存储单元采用了1T1C 的结构。

Robert Dennard 获得了美国专利，专利号为3,387,286。

1.2 Intel 11031971年Intel 发布了Intel 1103存储器，容量为1kbit 。

它是历史上第一个商业上成功的DRAM 存储器。

与经典DRAM 不同，它采用3T1C 的存储单元，有独立的行地址线与列地址线，读与写的数据线分离。

18 R EAD /W R I TE 17 VSS16 C EN ABLE I nt el P1*******15 A414 D ATA_B O U T 13 A812 D ATA I N 11 VD D 10VBBA79A5 8A6 7A5 6PR EC H AR G E5A14A0 3A2 2A311.3 Mostek MK40961973年Mostek 发布了Mostek MK4096存储器，容量为4k ，由Robert Proebsting 设计。

它是历史上第一个复用行列地址线的DRAM 。

行列地址线的复用，减少了封转管脚，降低了成本，这个传统延续至今。

在鼎盛时期，Mostek曾占有3/4的市场份额。

※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※微机原理课程设计报告书课题名称存储器扩展设计姓名学号院、系、部物理与电信工程系专业通信工程指导教师2009年 6 月 8日一、设计任务及要求：在8088CPU工作在最大方式组成的微机系统中，扩充设计16KB的SRAM 存储电路，存储芯片选用Intel6264，起始地址2000H，且地址是连续的，译码器用74LS138，并编程进行RAM自检。

指导教师签名：2009年6月8日二、指导教师评语：指导教师签名：2009年6月8日三、成绩验收盖章：2009年6月8日存储器扩展的设计一、设计目的1.学习掌握存储器扩展法方和存储器读/写。

2.了解6264RAM 特性。

3.了解RAM 上的电自检。

二、设计要求1.在8088CPU 工作在最大方式组成的微机系统中，扩充设计16KB 的SRAM 存储电路。

2.存储器芯片选用Intel6264，起始地址为2000H ，且地址是连续的，译码器用74LS38。

三、电路及连线设计A 1B 2C3E16E24E35Y015Y114Y213Y312Y411Y510Y69Y77U174LS138A010A19A28A37A46A55A64A73A825A924A1021A1123A122CE 20CS 26WE 27OE 22D011D112D213D315D416D517D618D719U36264A010A19A28A37A46A55A64A73A825A924A1021A1123A122CE 20CS 26WE 27OE 22D011D112D213D315D416D517D618D719U26264U5AND_2U4ORA13A14A15A19A18A17A16MEMR MEMWMEMWMEMRD0~D7A0~A12图1 系统电路连接图四、使用说明1.按上图所示电路接线。

2.输入程序并检查无误，经汇编连接后装入系统。

3.检测RAM工作是否正常。

存储器的容量扩展
存储器芯片的容量是有限的，为了满足实际存 储器的容量要求，需要对存储器进行扩展。 存储器容量扩展的主要方法有：
位扩展法：只加大字长，而存储器的字数与存储 器芯片字数一致，对所有片子使用共同片选信号； 字扩展法：仅在字向扩充，而位数不变。需由片 选信号来区分各片地址。 字位同时扩展法：一个存储器的容量假定为M×N 位，若使用l×k 位的芯片(l＜M，k＜N)，需要在字 向和位向同时进行扩展。此时共需要(M/l)×(N/k)个 存储器芯 片。
8根数据线
1
•••
A
1A0
••• CS
1K × 8位 0
••• 1K × 8位 CS1
••••
••••
D7
D0
WE
3
•••
(3) 字、位扩展 用 8片 1K × 4位 存储芯片组成 4K × 8位 的存储器
12根地址线
8根数据线
AA111 0 AA89
片选 译码
CS0
...
A0 ..
..
..
1K× 1K× 1K× 444
1
Hale Waihona Puke (1) 位扩展 （增加存储字长）
10根地址线
用 2片 1K × 4位 存储芯片组成 1K × 8位 的存储器
•••
A9
8根数据线
A0
•• ••
2114
2114
D7
D4
D0 CS
WE
2
(2) 字扩展（增加存储字的数量）
用 2片 1K × 8位 存储芯片组成 2K × 8位 的存储器
11根地址线 AA910
D7
CS1
..
1K× 4

单片机存储器扩展（一）引言：本文将介绍单片机存储器扩展的相关知识。

随着嵌入式系统的广泛应用，单片机存储器的容量与速度已经成为设计者需要关注的重要因素。

本文将从硬件接口、存储器架构、存储器类型、扩展方法和优化技巧等方面对单片机存储器扩展进行详细阐述，以帮助读者更好地理解和应用。

正文：一、硬件接口1. 单片机存储器接口简介2. 存储器接口的引脚功能和工作方式3. 存储器接口的电气特性和信号波形4. 存储器接口的时序要求5. 存储器接口的常见问题及解决方法二、存储器架构1. 存储器架构的基本概念和分类2. 存储器的地址空间和寻址方式3. 存储器的读写操作和存储器的数据存取速度4. 存储器的错误控制和纠错编码5. 存储器架构的优化和性能评估三、存储器类型1. 随机存储器（RAM）的特点与应用场景2. 只读存储器（ROM）的特点与应用场景3. 快闪存储器（Flash）的特点与应用场景4. 嵌入式存储器（EEPROM）的特点与应用场景5. 外部存储器（SDRAM、NAND Flash等）的特点与应用场景四、扩展方法1. 存储器扩展的基本原理和方法2. 存储器扩展的硬件设计与布局3. 存储器扩展的软件配置与编程4. 存储器扩展的常见问题及解决方法5. 存储器扩展的性能评估和优化技巧五、优化技巧1. 存储器容量优化技巧2. 存储器访问速度优化技巧3. 存储器功耗优化技巧4. 存储器接口信号完整性优化技巧5. 存储器调试与故障排查技巧总结：通过本文的介绍，读者可以了解到单片机存储器扩展的必要性和相关知识。

硬件接口、存储器架构、存储器类型、扩展方法和优化技巧是实现存储器扩展的关键点。

正确理解和应用这些知识，可以帮助设计者实现更高容量、更高速度和更可靠性的嵌入式系统。

在实际应用中，还需要根据具体的需求和限制进行合理的选择和优化，以达到系统性能的最优化。

高性能通用DSP寄存器扩展设计实现方法孙立宏（中国电子科技集团公司第三十八研究所，安徽合肥，230088）摘要：本文提出一种高性能通用DSP扩展寄存器的设计及实现方法，该方法是我国自主研发的高性能通用DSP中实现寄存器堆扩展的一种新方法，其优点是在不影响现有指令集及指令机器码位宽的前提下，实现对处理器内部寄存器堆的成比例扩展。

通过在我国自主研制DSP上的实际应用，证明了该扩展方法的有效性和实用性。

关键词：寄存器堆；高性能数字信号处理器；指令集A Method of Extended Registers for High-performanceGeneral Digital Signal ProcessorSUN Li-hong（No.38th Research Institute,China Electronic Technology Group Corporation,Hefei230088,China）Abstract:This paper presents a design and implementation method of extended registers for high-performance gen-eral digital signal processor.This method is a new method to realize the expansion of register stack in the high-perfor-mance general signal processor independently developed in China.Its advantage is to realize the proportional expan-sion of the internal register stack of the processor without affecting the existing instruction set and the code bit width of the instruction machine.It is proved that the extension method is effective and practical by its application in the de-velopment of digital signal processor in China.Key words:register file;High performance DSP;instructions set1引言高性能通用数字信号处理器（DSP）芯片在高速自动控制、通信技术、雷达、图像处理、语音识别及各种信号处理中发挥着越来越重要的作用。

在IA-32e模式下，指令指针被扩展到64位来支持64位代码偏移。64位指令指针在调用中将值赋给RIP。下表 描述了RIP、EIP和IP之间的不同。
通常，替换和直接在64位模式下不被扩展到64位。他们在有效计算中依然被限制在32位和符号扩展。然而， 在64位模式提供了MOV指令的64位替换和直接形式的支持。
Intel为支持EM64T技术的处理器设计了两大模式：传统IA-32模式（legacy IA-32 mode）和IA-32e扩展模 式（IA-32e mode）。在支持EM64T技术的处理器内有一个称之为扩展功能激活寄存器（extended feature enable register，IA32_EFER）的部件，其中的Bit10控制着EM64T是否激活。Bit10被称作IA-32e模式有效 （IA-32e mode active）或长模式有效（long mode active，LMA)。当LMA=0时，处理器便作为一颗标准的32 bit（IA32）处理器运行在传统IA-32模式；当LMA=1时，EM64T便被激活，处理器会运行在IA-32e扩展模式下。
在64位模式，将限制指令存取字节寄存器，指令不能同时使用传统的高字节（比如AH, BH. CH, DH）和新的 字节寄存器（比如RAX寄存器的低字节）。然而指令将可同时用传统低字节（比如AL,BL,CL或DL）和新的字节寄 存器（比如R8寄存器或RBP）。这种结构将强迫大家遵守以上的限制，并将任何代REX前缀的指令对高字节(AH, BH, CH, DH)的使用转换到低字节(BPL, SPL, DIL, SIL;这些是RBP,R SP, RDI和 RSI的低8位)的使用。
X86-64新增的几组CPU寄存器将提供更快的执行效率。寄存器是CPU内部用来创建和储存CPU运算结果和其它 运算结果的地方。标准的32-bit x86架构包括8个通用寄存器（GPR），AMD在X86-64中又增加了8组（R8-R15）， 将寄存器的数目提高到了16组。X86-64寄存器默认位64-bit。还增加了8组128-bit XMM寄存器（也叫SSE寄存器， XMM8-XMM15），将能给单指令多数据流技术（SIMD）运算提供更多的空间，这些128位的寄存器将提供在矢量和 标量计算模式下进行128位双精度处理，为3D建模、矢量分析和虚拟现实的实现提供了硬件基础。通过提供了更 多的寄存器，按照X86-64标准生产的CPU可以更有效的处理数据，可以在一个时钟周期中传输更多的信息。

毕业设计83吉林建筑工程学院存储器扩展系统设计摘要：本文针对吉林建筑工程学院的存储器扩展需求，设计了一个存储器扩展系统。

该系统使用模块化设计，包括存储器模块、控制器模块和接口模块。

通过扩展存储容量，提高数据处理效率，满足学院日益增长的存储需求。

关键词：存储器扩展系统；模块化设计；数据处理效率1.引言随着信息技术的快速发展，数据量不断增长，存储需求也日益增加。

吉林建筑工程学院作为一所高校，需要存储大量的教学、科研和管理数据。

因此，设计一个存储器扩展系统对于提高数据存储和处理效率具有重要意义。

2.系统设计存储器扩展系统主要包括存储器模块、控制器模块和接口模块。

2.1存储器模块存储器模块是存储器扩展系统的核心组成部分，用于存储数据和程序。

根据需求，存储器模块可采用硬盘、固态硬盘或者其他存储设备。

通过扩展存储容量，可以满足学院的存储需求。

同时，存储器模块应具备高性能、高可靠性和可扩展性等特点，以提高数据存取速度和系统的稳定性。

2.2控制器模块控制器模块用于控制存储器模块的读写操作。

它负责存储器的地址解码、数据传输和信号控制等功能。

为了提高控制器的性能，我们可以采用专用的控制芯片，如快速存储器控制器（SMC）或者存储器控制模块（MCM）。

控制器模块还可以实现存储器的带宽管理和数据缓存等功能，以优化数据访问速度。

2.3接口模块接口模块用于将存储器扩展系统与原有系统连接起来。

接口模块可以采用并行接口（如IDE或SCSI）或者串行接口（如SATA或USB）。

通过接口模块，可以实现存储器扩展系统与原有系统之间的数据传输和通信。

同时，接口模块还可以支持热插拔功能，方便存储设备的更换和升级。

3.系统实施在实施存储器扩展系统时，首先需要确定存储器的类型和容量。

然后，根据存储器的规格和接口要求，选择合适的存储器模块、控制器模块和接口模块。

接下来，进行硬件和软件的配置和安装工作，包括存储器的安装、驱动软件的安装和系统的配置等。

计算机组成原理课程设计：基本模型机及利⽤64M×8位设计128M×16位存储器课程设计任务书学⽣姓名：专业班级：软件⼯程指导教师：⽥⼩华⼯作单位：计算机科学与技术学院题⽬: 基本模型机及利⽤64M×8位设计128M×16位存储器初始条件：1.完成<<计算机组成原理>>课程教学与实验2.TD-CMA计算机组成原理教学实验系统要求完成的主要任务:（包括课程设计⼯作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1.掌握复杂指令系统计算机的微控制器功能与结构特点2.熟悉TD-CMA教学实验系统的微指令格式3.设计五条机器指令,并编写对应的微程序4.在TDN-CMA教学实验系统中调试机器指令程序,确认运⾏结果5.建⽴复杂指令系统计算机的整机概念模型时间安排：1.第19周周1(6⽉23⽇):全体集中讲解课程设计原理与⽅法2.第19周6⽉25⽇:实验,调试机器指令程序指导教师签名： 2014年 6 ⽉ 18 ⽇系主任（或责任教师）签名： 2014 年⽉⽇⽬录1课程设计⽬的 (3)2课程设计设备 (3)3课程设计内容 (3)3.1课程设计原理 (4)3.1.1机器指令微程序 (4)3.1.2微指令格式 (5)3.1.3数据通路图 (5)3.1.4微程序流程图 (6)3.1.5微指令⼆进制微代码表 (7)3.1.6机器指令程序 (7)3.2 实验步骤 (8)3.2.1按图接线 (8)3.2.2写⼊和校验 (9)3.2.3运⾏程序 (10)4课程设计总结 (12)4.1程序运⾏截图 (12)4.1.1初始截图 (12)4.1.2结果截图 (13)4.2课程设计收获 (14)4.2.1课设⼼得 (14)4.2.2课设经验教训 (14)4.2.3课设注意事项 (14)附：利⽤64M×8位设计128M×16位存储器 (15)基本模型计算机设计1课程设计⽬的掌握计算机功能模块的原理和关系,建⽴计算机整机概念2课程设计设备TDN-CM+计算机组成原理实验系统,排线若⼲3课程设计内容本次课程设计实现⼀个简单的CPU，由此构建⼀个简单模型计算机。