１ 硬件修改工作

ＴＣ８８３１Ｆ外接４片４Ｍ×１ｂｉｔ ＤＲＡＭ时的电路连接：４Ｍ×１ｂｉｔ ＤＲＡＭ的地址总线有２２位，分为高位地址即行地址（Ｒｏｗ ａｄｄｒｅｓｓ）和低位地址即列地址（Ｃｏｌｕｍｎ ａｄｄｒｅｓｓ），两者通过分时复用，共用１１根引脚Ａ０～Ａ１０，每片ＤＲＡＭ的寻址范围为００００００Ｈ～３ＦＦＦＦＦＨ，各片ＤＲＡＭ通过不同的ＣＡＳ信号线来区别。在ＴＣ８８３１Ｆ内部，４片ＤＲＡＭ联合寻址，因此寻址范围是００００００Ｈ～ＦＦＦＦＦＦＨ。相邻存储器芯片之间，系统自动切换，无需用户干预。针对不同的系统读写速度要求，ＤＲＡＭ有多种不同的读写模式和存储单元的数据刷新方式。在本系统中，由于所需要的数据速率非常低，所以读写模式是最简单的普通读写模式，也就是读写每一位数据之前发送完整的地址信号，包括行地址和列地址，然后进行读写；而刷新模式采用ｃａｓ－ｂｅｆｏｒｅ－ｒａｓ方式，并将刷新脉冲穿插到读写时序中间。

将ＴＣ８８３１Ｆ外接和ＤＲＡＭ从４片４Ｍ×１ｂｉｔ 扩展到４片１６Ｍ×１ｂｉｔ之后，存储器的寻址空间增加到原来的４倍，因此ＤＲＡＭ的地址将增加两位，也就是说增加了一根地址引脚。４片１６Ｍ×１ｂｉｔ的ＤＲＡＭ除了Ａ１１引脚外，其它引脚的连接４片４Ｍ×１ｂｉｔ的连接完全相同。对于Ａ１１引脚，需设计适当的逻辑控制电路以生成所需的时分控制信号，用以模拟该地址线的寻址控制信号。经过分析，采用ＭＡＸ ｐｌｕｓ ＩＩ仿真以及实际电路验证，Ａ１１引脚的控制信号可以通过图４所示的简单电路扩展得到。１６Ｍ×１ｂｉｔ的ＤＲＡＭ的地址线有１２根，对应着２４位的地址ａｄ０～ａｄ２３，按照ＤＲＡＭ的地址线分时复用的原则，ａｄ１２～ａｄ２３是高位地址线(行地址)，ａｄ０～ａｄ１１是低位地址线(列地址)。但由于ＴＣ８８３１Ｆ在读写ＤＲＡＭ单元时使用普通的读写模式（区别于快速读写模式），读写每一位数据之前都发送完整的地址信号，即先输出行地址，然后输出列地址，这样就为用简单的逻辑电路实现存储器寻址范围的扩展提供了可能。

扩展地址线仿真波形。ＸＩＮ、／ＲＡＳ、／ＣＡＳ分别是该芯片的时钟源、ＤＲＡＭ行选通信号、ＤＲＡＭ列选通信号，ＰＡＧＥ０、ＰＡＧＥ１是由ＭＣＵ输出的页面选择信号。在“ＰＡＧＥ１、ＰＡＧＥ０”分别为“００”、“０１”、“１０”、“１１”时，Ａ１１引脚的控制信号在／ＲＡＳ、／ＣＡＳ的下降沿到来之前有效地建立了复用的地址信号００、０１、１０、１１，这个信号就是访问不同的空间所需要的地址信号。扩展之后，访问ＤＲＡＭ的逻辑地址到ＤＲＡＭ的实际的物理地址的映射关系：上面的是逻辑地址，下面的是物理地址。映射之后，ＤＲＡＭ的Ａ０～Ａ１０引脚对应着存储单元的逻辑空间低２２位地址。因此在引脚Ａ１１的信号确定的情况下，就将由引脚Ａ０～Ａ１０所能访问的每片ＤＲＡＭ上的各个分散的物理存储空间映射成连续的逻辑空间，每片ＤＲＡＭ对应的这个连续的逻辑空间大小就是４Ｍ×１ｂｉｔ，相当于扩展前的一片ＤＲＡＭ，４片１６Ｍ×１ｂｉｔ ＤＲＡＭ对应的４片逻辑连续空间的总和与使用四片４Ｍ×１ｂｉｔ ＤＲＡＭ时提供的空间将是完全一样的。改变Ａ１１的控制信号，也就是通过ＭＣＵ改变ＰＡＧＥ０、ＰＡＧＥ１，将获得４块不同的存储空间，从而完成最终的存储空间的扩展。

图4 扩展地址线电路原理图

    经过扩展之后，ＤＲＡＭ的刷新脉冲（Ｃａｓ－Ｂｅｆｏｒｅ－Ｒａｓ Ｍｏｄｅ）间隔不变，但是芯片的容量增加到原来的４倍；每一个刷新脉冲刷新一行信息，所以刷新周期延长到原来的两倍。但是延长之后的刷新周期仍然在ＤＲＡＭ的许可范围之内，完全保证了ＤＲＡＭ内数据的安全性。实际上，在使用具有待机模式的ＴＣ８８３２Ｆ芯片的系统中，采用这种改进方案，虽然待机情况下刷新周期已经超过了ＤＲＡＭ的芯片手册的规定值，但是经过大量的长时间的样机测试，证明该方案仍然是可靠的。

２ 软件修改工作

上面介绍的存储空间扩展方法，除了ＰＡＧＥ０、ＰＡＧＥ１外，无需来自ＭＣＵ的任何干预，工作情况和以前完全一样。ＭＣＵ的控制程序所需要做的修改工作就是产生所需要的ＰＡＧＥ０、ＰＡＧＥ１控制信号，并作记录。也就是在录音开始时，输出某ＰＡＧＥ０、ＰＡＧＥ１信号，在语音存储空间用完的情况下，自动地通过ＰＡＧＥ０、ＰＡＧＥ１将存储空间切换到下一个页面，直到录音结束或者所有存储空间耗尽为止。然后记录下该段语音信息的开始地址、结束地址（包括ＰＡＧＥ０、ＰＡＧＥ１）。放音的时候，读出地址信息，然后设定语音存储空间的的起始地址（包括设定ＰＡＧＥ０、ＰＡＧＥ１），就可以放音了。如果语音存储空间跨页面，则在当前页面放音完毕之后自动切换到下一个页面（修改ＰＡＧＥ０、ＰＡＧＥ１），继续放音，否则停止放音。也就是说，只需要在原来的控制程序的基础上增加ＰＡＧＥ０、ＰＡＧＥ１的控制部分和信息存储部分。

３ 应 用

利用上述方案对某语音产品实现了成功的改进。改进后的产品在高质量的３２ｋｂｐｓ的比特率下，语音记录时间延长到３５分钟；使用较为满意的１６ｋｂｐｓ的比特率，录音时间延长到大约７０分钟。而这种改进工作所付出的硬件成本非常小，控制软件则是在原来的基础上作了非常小的修改。

还可以看到，如果不需要延长语音记录时间，使用这种方法可以将外接的存储器减少到一片１６Ｍ×１ｂｉｔ，这样就可以减少芯片数量，降低功耗，缩小ＰＣＢ面积和线路板体积，对海量生产的复读机等语音产品带来非常明显的经济效果，值得推广使用。