处理器和存储器的错位相连

对于具体存储器而言,它的位宽是一定的,所谓位宽,指的是“读/写操作时,最小的数据单元”──别说最小单元是“位”,一般存储器上没有单独的“位操作”,修改位时通过把整个字节、字或双字读出来、修改,再回写。对于处理器来说,一个地址对应的是一个字节(8位),也就是说处理器的地址线对应的最小数据单元是字节。

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        这里需要注意的是,不要把“存储器的位宽”和“处理器的位数”这两个概念混淆了。存储器的位宽是读写存储器的最小数据单元,处理器位数是处理器可以一次处理的字节数,32位处理器可以一次处理4字节数据。
       如果处理器最小数据单元是8位,存储器位宽是16位,那在我们写程序时会特意进行16位操作吗?显然不会,我们写代码时,可不管外设到底是多少位。这是如何实现的呢?原因在于有存储控制器(Memory Controller)这个中间层。
       存储控制器根据存储器的位宽,每次总是读/写16位数据。
       以读操作为例:
       处理器进行8位操作时,它选择其中的8位返回给处理器;
       处理器进行16位操作时,它直接把这16位数据返回给处理器;
       处理器进行32位操作时,它发起2次读/写,把结果组合成32位返回给处理器。
       假设现在的连线是:处理器的(ADDR1-ADDR20)接到 16位的存储器(A0-A19),即处理器的ADDR0不接──这说明:不管ADDR0是0还是1,存储器接收到的地址是一样的。处理器发出地址0bxxxxxxxxx0、0bxxxxxxxxx1时,存储器看到的都是0bxxxxxxxxx,返回给存储控制器的都是同一个16位数据。再由Memory Controller选择其中的低8位或高8位给处理器。
        存储控制器会做以下事情:
        软件要读取地址0上的8位数据时,硬件是这样进行的:
         ① Memory Controller发出0b000000000000000000000的地址信号,存储器的A0-A19线上的信号是:0b00000000000000000000
         ② 存储器在数据总线D0~D15上提供一个16位的“最小数据单元”的数据;
         ③ 存储控制器读入16位数据;
         ④ 存储控制器把16位数据的低8位返回给处理器,就得到了一个8位数据。
        软件要读取地址1上的8位数据时,硬件是这样进行的:
        ① 存储控制器发出0b000000000000000000001的地址信号,存储器的A0-A19线上的信号是:0b00000000000000000000
        ② 存储器在数据总线D0~D15上提供一个16位的数据,这是存储器中的第1个“最小数据单元”
        ③ 存储控制器读入这个16位数据
        ④ 存储控制器把这个16位数据的高8位(注意,前面的低8位)返回给处理器,这就是一个8位数据。
       所以:
        外设位宽是8时,处理器的A0~AXX与外设的A0~AXX直接相连
        外设位宽是16时,处理器的A1~AXX与外设的A0~AYY直接相连,表示不管处理器的A0是0还是1,外设看到的都是同一个地址,对应16位的数据,存储控制器对数据进行选择或组合,再提供给处理器。
        外设位宽是32时,处理器的A2~AXX与外设的A0~AZZ直接相连,表示不管处理器的A0A1是00,01,10还是11,外设看到的都是同一个地址,对应32位的数据,“Memory Controller”对数据进行选择或组合,再提供给处理器。

         应该没有24位的存储器吧?

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