靜態(tài)存儲器 實驗報告

1、計算機科學與技術系 實 驗 報 告專業(yè)名稱 計算機科學與技術 課程名稱 計算機組成與結構 項目名稱 靜態(tài)隨機存儲器實驗 班 級 學 號 姓 名 同組人員 無 實驗日期 2015-10-24 一、實驗目的與要求掌握靜態(tài)隨機存儲器RAM工作特性及數據的讀寫方法二、實驗邏輯原理圖與分析2.1 實驗邏輯原理圖及分析實驗所用的靜態(tài)存儲器由一片6116(2K×8bit)構成(位于MEM單元)，如下圖所示。6116有三個控制線：CS(片選線)、OE(讀線)、WE(寫線)，當片選有效(CS=0)時，OE=0時進行讀操作，WE=0時進行寫操作，本實驗將CS常接地線。由于存儲器(MEM)最終是要掛接到C

2、PU上，所以其還需要一個讀寫控制邏輯，使得CPU能控制MEM的讀寫，實驗中的讀寫控制邏輯如下圖所示，由于T3的參與，可以保證MEM的寫脈寬與T3一致，T3由時序單元的TS3給出。IOM用來選擇是對I/O還是對MEM進行讀寫操作，RD=1時為讀，WR=1時為寫。實驗原理圖如下如所示，存儲器數據線接至數據總線，數據總線上接有8個LED燈顯示D7D0的內容。地址線接至地址總線，地址總線上接有8個LED燈顯示A7A0的內容，地址由地址鎖存器(74LS273,位于PC&AR單元)給出。數據開關(位于IN單元)經一個三態(tài)門(74LS245)連至數據總線，分時給出地址和數據。地址寄存器為8位，接入6

3、116的地址A7A0，6116的高三位地址A10A8接地，所以其實際容量為256字節(jié)。實驗箱中所有單元的時序都連接至操作臺單元，CLR都連接至CON單元的CLR按鈕。試驗時T3由時序單元給出，其余信號由CON單元的二進制開關模擬給出，其中IOM應為低(即MEM操作)，RD、WR高有效，MR和MW低有效，LDAR高有效。3、 數據通路圖及分析 (畫出數據通路圖并作出分析)分析：如果是實驗箱和PC聯機操作，則可通過軟件中的數據通路圖來觀測實驗結果，方法是：打開軟件，選擇聯機軟件的“實驗存儲器實驗”，打開存儲器實驗的數據通路圖（如下圖所示）。進行手動操作輸入數據，每按動一次ST按鈕，數據通路圖會有數

4、據流動，反映當前存儲器所作的操作（即使是對存儲器進行讀，也應按動一次ST按鈕，數據通路圖才會有數據流動），或在軟件中選擇“調試單周期”，其作用相當于將時序單元的狀態(tài)開關置為單步檔后按動了一次ST按鈕，數據通路圖也會反映當前存儲器所作的操作，借助于數據通路圖，可以仔細分析SRAM的讀寫過程。四、實驗數據和結果分析 4.1 實驗寫入數據如圖所示及分析 1第一組地址和寫入數據 將IN單元地址置為00000000，WR/RD/IOM/為000,IOR=0，LDAR=1，按動ST產生T3脈沖, 即將地址打入AR中，如圖： 寫入數據：將IN單元數據置為00010001，WR/RD/IOM/為100,IOR

5、=0，LDAR=0，按動ST產生T3脈沖，如圖： 2第二組地址和寫入數據 將IN單元地址置為00000001，WR/RD/IOM/為000,IOR=0，LDAR=1，按動ST產生T3脈沖, 即將地址打入AR中，如圖： 寫入數據：將IN單元數據置為00010010，WR/RD/IOM/為100,IOR=0，LDAR=0，按動ST產生T3脈沖，如圖： 3第三組地址和寫入數據 將IN單元地址置為00000010，WR/RD/IOM/為000,IOR=0，LDAR=1，按動ST產生T3脈沖, 即將地址打入AR中，如圖： 寫入數據：將IN單元數據置為00010011，WR/RD/IOM/為100,IOR

6、=0，LDAR=0，按動ST產生T3脈沖，如圖： 4第四組地址和寫入數據 將IN單元地址置為00000011，WR/RD/IOM/為000,IOR=0，LDAR=1，按動ST產生T3脈沖, 即將地址打入AR中，如圖： 寫入數據：將IN單元數據置為00010100，WR/RD/IOM/為100,IOR=0，LDAR=0，按動ST產生T3脈沖，如圖： 5第五組地址和寫入數據 將IN單元地址置為00000100，WR/RD/IOM/為000,IOR=0，LDAR=1，按動ST產生T3脈沖, 即將地址打入AR中，如圖： 寫入數據：將IN單元數據置為00010101，WR/RD/IOM/為100,IOR

7、=0，LDAR=0，按動ST產生T3脈沖，如圖： 4.2 實驗讀出數據如圖所示及分析 1第一組地址和讀出數據 將IN單元地址置為00000000，WR/RD/IOM/為000,IOR=0，LDAR=1，按動ST產生T3脈沖, 即將地址打入AR中，如圖： 讀出數據：將WR/RD/IOM/置為010,IOR=1，LDAR=0，按動ST產生T3脈沖，讀出MEM數據：00010001,如圖： 2第二組地址和讀出數據 將IN單元地址置為00000001，WR/RD/IOM/為000,IOR=0，LDAR=1，按動ST產生T3脈沖, 即將地址打入AR中，如圖： 讀出數據：將WR/RD/IOM/置為010,

8、IOR=1，LDAR=0，按動ST產生T3脈沖，讀出MEM數據：00010010,如圖： 3第三組地址和讀出數據 將IN單元地址置為00000010，WR/RD/IOM/為000,IOR=0，LDAR=1，按動ST產生T3脈沖, 即將地址打入AR中，如圖： 讀出數據：將WR/RD/IOM/置為010,IOR=1，LDAR=0，按動ST產生T3脈沖，讀出MEM數據：00010011，如圖： 4第四組地址和讀出數據 將IN單元地址置為00000011，WR/RD/IOM/為000,IOR=0，LDAR=1，按動ST產生T3脈沖, 即將地址打入AR中，如圖： 讀出數據：將WR/RD/IOM/置為01

9、0,IOR=1，LDAR=0，按動ST產生T3脈沖，即讀出MEM數據：00010100，如圖： 5第五組地址和讀出數據 將IN單元地址置為00000100，WR/RD/IOM/為000,IOR=0，LDAR=1，按動ST產生T3脈沖, 即將地址打入AR中，如圖： 讀出數據： WR/RD/IOM/置為010,IOR=1，LDAR=0，按動ST產生T3脈沖，即讀出MEM數據：00010101，如圖： 五、實驗問題分析、思考題與小結5.1實驗問題分析 實驗要完整無錯誤的進行，首先要確保實驗接線圖連線的正確性才能確保在進行實驗時數據通路流向以及數據的的正確性，這樣才能到達實驗的目的；在進行實驗過程中需

10、要理解每一步驟的原因，也加強自己的理解性和掌握程度；在實驗過程中活樹會遇到線路正確但數據錯誤，這能很有可能是自己連接線路有問題，所以在連接線路上一定要保證每條線是否正確。5.2思考題 實現IN單元的數據開關->BUS->AR的數據通路需要哪些控制信號？ 答：需要地址寄存器門控制信號LDAR和數據開關控制信號IOR。 實現IN單元的數據開關->BUS->RAM的數據通路需要哪些控制信號？ 答：需要地址寄存器門控制信號LDAR、數據開關控制信號IOR和存儲器的讀寫控制信號WR/RD/IOM。 實現存儲器讀的數據通路需要哪些控制信號？ 答：存儲器的讀控制信號WR/RD/IOM

11、。 存儲器寫與存儲器讀的控制信號有何不同？ 答：存儲器寫需要數據開關控制信號IOR，而存儲器讀不需要 IN單元的數據開關=00000010B、IN_B=0、CE=1、LDAR=1、T3=實現了什么數據通路？ 答：IN單元的數據開關->BUS->AR的數據通路 本次實驗有哪些收獲？ 答：在實驗接線時要細心。在操作過程中，若出現問題應能在最短時間內檢查出問題，從而使實驗過程更順利。5.3 小結 通過此次實驗，我掌握了靜態(tài)存儲器的工作特性及使用方法，明白了隨機存儲器如何存儲和讀出數據。在關鍵的部分做好標記，能夠讓我們在實驗錯誤時更加快速的尋找到錯誤之處，并快速的解決。做實驗的過程中，我體

12、會到每一次實驗的共同之處，那就是細心。許多次的實驗錯誤并不是我們連線的錯誤，而是我們追求速度，總希望能夠快速將實驗完成，以至于做實驗馬虎，操作上的失誤導致實驗失敗。其實，我們只要平心靜氣的一步一步的按照實驗步驟進行，再加上實驗之前的預習，一定可以輕易的在實驗時間內完成實驗。得分（百分制） 實驗報告分析評價課程名稱計算機組成與結構班 級實驗名稱靜態(tài)隨機存儲器實驗時 間2015-10-24實驗報告情況分析： 實驗報告分為五大部分：實驗目的；實驗邏輯原理圖與分析；數據通路圖及分析；實驗數據和結果分析；實驗問題分析、思考題與小結。其主要核心部分在第四節(jié)：實驗數據和結果分析，包含了實驗的數據讀與寫的整個操作過程。當然，其他部分也介紹了實驗目的，原理及實驗步驟，并且加了一些原理圖使其更好地理解。