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好的,这个问题听起来很简单,但我很惊讶。在 1 兆字节是巨大内存的古代,英特尔试图弄清楚如何使用 16 位访问 1 兆字节的内存。他们提出了使用段和偏移地址值来生成 20 位地址的想法。

现在,20 位给出 2^20 = 1,048,576 个可以寻址的位置。现在假设我们访问每个地址位置 1 个字节,我们得到 1,048,576/(1024*1024) = 2^20/2^20 兆字节 = 1 兆字节。好的了解了。

困惑来了,我们在古老的 8086 中有 16 位数据总线,一次可以访问 2 个字节而不是 1 个,这相当于 20 位地址能够访问总共 2 兆字节的数据,对吧?当数据总线为 2 字节宽时,为什么我们假设每个地址只存储 1 个字节?我在这里很困惑。

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在试图理解这一点时,考虑总线是非常重要的。这可能更像是一个电气问题而不是软件问题,但答案如下:

对于 8086,从 ROM 读取时,不使用最低有效地址线 (A0),将地址线的数量减少到 19 条。

如果 CPU 需要从奇数地址读取 16 位,例如 0x3 和 0x4 的字节,它实际上会执行两次 16 位读取:一次从 0x2 读取,一次从 0x4 读取,并丢弃字节 0x2 和 0x5。

对于 8 位 ROM 读取,总线上的读取仍然是 16 位,但不需要的字节被丢弃。

但是对于 RAM,有时只需要写入一个字节,这就有点复杂了。处理器上有一个额外的输出信号,称为 BHE#(总线高电平启用)。A0 和 BHE# 的组合用于确定写入是 8 位还是 16 位宽,以及它是在奇数地址还是偶数地址。

了解这两个信号是回答您问题的关键。尽可能简单地说:

8 位偶数访问:A0 OFF、BHE# OFF

8 位奇数访问:A0 ON,BHE# ON

16 位访问(必须是偶数):A0 关闭,BHE# 开启

而且我们不能有一个 A0 ON 和 BHE# OFF 的总线周期,因为对总线偶数字节的奇数访问是没有意义的。

将此与您最初的理解联系起来:在存储设备的情况下,您是完全正确的。一个 1 兆字节的 16 位内存芯片实际上只有 19 条地址线,对于该芯片来说,16 位是一个字节,实际上,它们实际上没有 A0 地址输入。

... 几乎。16 位可写存储器设备有两个额外的信号(BHE# 和 BLE#),它们分别连接到 CPU 的 BHE# 和 A0。这样他们就知道在进行 8 位访问时忽略部分总线,从而使它们成为混合 8/16 位设备。ROM 芯片没有这些信号。

对于未开化的硬件,这是我们在这里涉及的一个相当复杂的领域,并且在性能考虑方面以及在具有混合 8 位和 16 位硬件的大型系统中确实变得非常复杂。

8086 数据表中详细解释了这一切

于 2014-09-17T07:09:52.537 回答
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这是因为字节是内存寻址中的“原子”,代码必须能够访问地址空间中的所有单个字节。确实是软件问题以及与当时的 8 位现有软件的兼容性问题。

这也可能让您感兴趣:CPU 如何在 32 位内存和 32 位处理器中访问单个字节的内存

于 2013-10-09T10:10:02.287 回答