只读存储器的发展

早期只读存储器——在厂家写内容
该设备适用于大规模计算机或某些设备的生产，节约，价格低廉。但对于研究人员来说，如果我们想开发一台新的机器来编制系统程序和系统配置信息，这是不合适的。
? 改进1:用户可以自己写-一次性写-
? 改进2:可以多次写-擦除信息
? 改进3:电可擦写-特定设备
? 改进4:电可擦写-直接连接到计算机

各类只读存储器

CPU主存储器中保存了执行指令、所需数据和程序运行结果，因此必须实现CPU只有与主存储器正确连接，才能实现信息交换。CPU地址线较多，寻址空间范围较大，构成主存储器需要多个存储芯片。

位置扩展(增加存储字长)

假设我们手里有一个K×4位的存储芯片，用几个这样的芯片如何组成1K×8位存储器？
我们的芯片：10条地址线，每个存储单元提供4位数据
构成的芯片条地址线，每个存储单元提供8位数据
使用两个芯片，使用相同的片选信号$\overline{\mathrm{C}\mathrm{S}}$(同时选择两个芯片工作)，读写信号$\overline{\mathrm{W}\mathrm{E}}$(每次从两个芯片的相同位置获取4位数据)。地址线还是10条，地址线输入到两个芯片的地址管脚。8条数据线，4个芯片。

扩展字(增加存储字数)

假设我们手里有一个K×8位存储芯片，如何用几个这样的芯片组成2K×8位存储器？
我们的芯片：10条地址线，每个存储单元提供8位数据
构成的芯片：11条地址线，每个存储单元提供8位数据
两个芯片的地址管脚和数据管脚分别连接到10条地址线和8条数据线。两个芯片不能同时工作，否则存储字长为16。所以我们将有2个K×8的存储器分为两个1K×8芯片，因为还剩下一条地址线，根据 A 10 \rm{A_{10}} A10​是0/1来决定使用第一个还是第二个芯片。这样，${\mathrm{A}}_{10}$就是这两个芯片的片选信号。

字、位扩展

假设我们手上有1K×4位的存储芯片，用几个这样的芯片如何组成4K×8位的存储器？
我们的芯片：10根地址线，每个存储单元提供4位数据
构成的芯片：12根地址线，每个存储单元提供8位数据
需要(4×8)/(1×4)=8个芯片。首先用两个1K×4位的芯片构成1个1K×8位的芯片，这两个芯片的片选是相同的。一共需要4组这样的芯片构成4K×8位的芯片。剩余的2根地址线用来做片选信号，根据00/01/10/11判断选择哪个芯片。
第一组芯片：000000000000~001111111111
第二组芯片：010000000000~011111111111
第三组芯片：100000000000~101111111111
第四组芯片：110000000000~111111111111

例1：

题目描述： CPU有16根地址线(寻址范围为$2^{16}=64\mathrm{K}$)，8根数据线(一次传输8bit数据)，用$\overline{\mathrm{M}\mathrm{R}\mathrm{E}\mathrm{Q}}$作为访存控制信号(低电平有效：低电平时访问存储器，高电平访问I/O)。存储芯片RAM有1K×4位、4K×8位、8k×8位的，ROM有2K×8位、4K×8位、8k×8位的。现在我们要构成一个存储体，要求从6000到67FF是系统程序区，从6800到6BFF是用户程序区。同时，使用138译码器。
思路：
①写出对应的二进制地址码
地址线是16根，所以写成16位。
对于系统程序区，起始地址6000就是0110 0000 0000 0000。结束地址67FF就是0110 0111 1111 1111。所以，存储空间就是$0110011111111111-0110000000000000=2^{11}=2\mathrm{K}$
对于用户程序区，起始地址6800就是0110 1000 0000 0000。结束地址6BFF就是0110 1011 1111 1111。所以，存储空间就是$0110101111111111-0110100000000000=2^{10}=1\mathrm{K}$

② 确定芯片的数量及类型
系统程序区选用ROM，只读。由于有2K×8的芯片，于是选用1片2K×8的芯片。
用户程序去选用RAM，可读可写。由于没有1K×8的芯片，我们使用2片1K×4的芯片，将片选信号连接起来即可。
③分配地址线
对于2K×8的ROM，${\mathrm{A}}_0$-${\mathrm{A}}_{10}$作为芯片需要的内部地址，${\mathrm{A}}_{11}$-${\mathrm{A}}_{15}$作为芯片选择信号。
对于2片1K×4的RAM，${\mathrm{A}}_0$-${\mathrm{A}}_9$作为芯片需要的内部地址，${\mathrm{A}}_{10}$-${\mathrm{A}}_{15}$作为芯片选择信号。

④分配片选信号并确定片选逻辑
现在要求我们使用138译码器，有3个输入C、B、A，3个控制信号${\mathrm{G}}_1$(高电平有效)、$\overline{{\mathrm{G}}_{2\mathrm{A}}}$(低电平有效)、$\overline{{\mathrm{G}}_{2\mathrm{B}}}$(低电平有效)，2个输出$\overline{{\mathrm{Y}}_4}$(低电平有效)、$\overline{{\mathrm{Y}}_5}$(低电平有效)。
输入A、B、C直接连接到${\mathrm{A}}_{11}$-${\mathrm{A}}_{13}$，对应输出$\overline{{\mathrm{Y}}_4}$连接到ROM，输出$\overline{{\mathrm{Y}}_5}$连接到RAM同时${\mathrm{A}}_{10}$要为低电平才能选中RAM。控制信号${\mathrm{G}}_1$高电平有效，所以连接到${\mathrm{A}}_{14}$。控制信号$\overline{{\mathrm{G}}_{2\mathrm{A}}}$低电平有效，所以连接到${\mathrm{A}}_{15}$。最后$\overline{{\mathrm{G}}_{2\mathrm{B}}}$还需要连，不要忘了低电平有效的$\overline{\mathrm{M}\mathrm{R}\mathrm{E}\mathrm{Q}}$，连接起来。最后，将ROM的编程端接地，读写信号线连接到RAM上。ROM和8条数据线连接，2片RAM分别连接4条数据线，ROM只能读出所以数据线是单向的。

例2：

题目描述： 假设同前，要求最小4K为系统程序区，相邻8K为用户程序区。
思路：
①写出对应的二进制地址码并确定芯片数量
系统程序区是4K，于是使用${\mathrm{A}}_0$-${\mathrm{A}}_{11}$，从0000 0000 0000 0000到0000 1111 1111 1111。由于有4K×8的ROM，所以使用1片4K×8的ROM。
用户程序区是相邻的8K，即从0001 0000 0000 0000开始。0001 0000 0000 0000到0001 1111 1111 1111是4K，于是再来1个4K构成8K，另外4K就是0010 0000 0000 0000到0010 1111 1111 1111。

②分配地址线
由于都是4K×8的芯片，于是需要的地址输入就是${\mathrm{A}}_0$-${\mathrm{A}}_{11}$，我们可以从${\mathrm{A}}_{11}$到${\mathrm{A}}_{12}$之间划开。后面的${\mathrm{A}}_0$-${\mathrm{A}}_{11}$给每一个芯片，前面的作为芯片选择信号。
③分配片选信号和片选逻辑
将${\mathrm{A}}_{12}$-${\mathrm{A}}_{15}$作为输入分配给C、B、A。${\mathrm{G}}_1$(高电平有效)接电源(也可以将${\mathrm{A}}_{15}$接个非门再接上)、$\overline{{\mathrm{G}}_{2\mathrm{A}}}$(低电平有效)接${\mathrm{A}}_{15}$、$\overline{{\mathrm{G}}_{2\mathrm{B}}}$(低电平有效)接$\overline{\mathrm{M}\mathrm{R}\mathrm{E}\mathrm{Q}}$。ROM编程端接地，数据线是8根，方向是单向的。RAM数据线是8根，方向是双向的，并街上读写信号。

为什么要对存储器的信息进行校验？