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Schritt 1: Speicherblöcke und deren Abgrenzungen
Die Aufgabe besteht darin, ein digitales Speichersystem mit 16 Adressleitungen, 8 Datenleitungen und spezifischen Adressbereichen für EEPROM, RAM und ROM zu entwerfen. Die 8 Datenleitungen bedeuten, dass das System in der Lage ist, 8 Bits (1 Byte) Daten gleichzeitig zu übertragen oder zu empfangen. Dies ist eine übliche Konfiguration in digitalen Systemen, die den Datenaustausch zwischen verschiedenen Komponenten erlauben.
Zunächst wird eine Tabelle erstellt, um die Speicherblöcke und deren Adressbereiche zu klären:
| Speichertyp | Adressbereich | Größe |
|-------------|---------------|-----------|
| EEPROM | 0x0000 - 0x1FFF | 8192 Bytes (8kB) |
| RAM | 0x2000 - 0x3FFF | 8192 Bytes (8kB) |
| ROM | 0x8000 - 0xFFFF | 32768 Bytes (32kB) |
Schritt 2: Gleichungen für die Adressdekodierung
Um die Adressdekodierung zu realisieren, muss festgestellt werden, welche Adressleitungen genutzt werden können, um die verschiedenen Speicher zu aktivieren. Die Adressleitungen sind von A0 bis A15, wobei A15 die höchste Adressleitung ist.
-
EEPROM wird aktiviert, wenn die Adresse im Bereich 0x0000 bis 0x1FFF liegt. Das bedeutet, A15 bis A13 müssen 0 sein, weil der Bereich unter 0x2000 liegt.
- \(CS_{EEPROM} = \overline{A15} \cdot \overline{A14} \cdot \overline{A13}\)
-
RAM wird aktiviert, wenn die Adresse im Bereich 0x2000 bis 0x3FFF liegt. A15 muss 0 sein, A14 muss 0 sein und A13 muss 1 sein.
- \(CS_{RAM} = \overline{A15} \cdot \overline{A14} \cdot A13\)
-
ROM wird aktiviert, wenn die Adresse im Bereich 0x8000 bis 0xFFFF liegt, was bedeutet, dass A15 1 sein muss.
- \(CS_{ROM} = A15\)
Schritt 3: Schaltung für die Dekodierung
Um die Schaltung für die Dekodierung des Systems zu zeichnen, benötigen wir Logikgatter, um die oben abgeleiteten Gleichungen zu implementieren. Man kann dafür AND-Gatter und NOT-Gatter (Inverter) verwenden.
1.
Für EEPROM: Verwenden Sie ein 3-Eingänge-AND-Gatter mit den Eingängen \(\overline{A15}\), \(\overline{A14}\) und \(\overline{A13}\). Die Ausgänge dieser Inverter gehen in das AND-Gatter ein, das den \(CS_{EEPROM}\) Pin steuert.
2.
Für RAM: Setzen Sie ein 3-Eingänge-AND-Gatter ein, mit den Eingängen \(\overline{A15}\), \(\overline{A14}\), und \(A13\). Die ersten beiden Eingänge kommen von Invertern, die an A15 bzw. A14 angeschlossen sind, der dritte Eingang ist direkt A13. Das AND-Gatter steuert dann \(CS_{RAM}\).
3.
Für ROM: Da der ROM aktiviert wird, wenn A15 1 ist, kann dieser direkt an den \(CS_{ROM}\) Pin angeschlossen werden, ohne dass ein weiteres Gatter benötigt wird.
Diese Schaltung implementiert die einfache Logik, um zu entscheiden, welcher Speichertyp angesprochen wird, basierend auf der angegebenen Adresse. Es wird davon ausgegangen, dass jeweils nur ein Speicher aktiv sein kann.
