靜態(tài)存儲器 實驗報告

1、計算機科學(xué)與技術(shù)系 實 驗 報 告專業(yè)名稱 計算機科學(xué)與技術(shù) 課程名稱 計算機組成與結(jié)構(gòu) 項目名稱 靜態(tài)隨機存儲器實驗 班 級 學(xué) 號 姓 名 同組人員 無 實驗日期 2015-10-24 一、實驗?zāi)康呐c要求掌握靜態(tài)隨機存儲器RAM工作特性及數(shù)據(jù)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(gòu)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(dāng)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(shù)據(jù)線接至數(shù)據(jù)總線，數(shù)據(jù)總線上接有8個LED燈顯示D7D0的內(nèi)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(nèi)容，地址由地址鎖存器(74LS273,位于PC&AR單元)給出。數(shù)據(jù)開關(guān)(位于IN單元)經(jīng)一個三態(tài)門(74LS245)連至數(shù)據(jù)總線，分時給出地址和數(shù)據(jù)。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(guān)模擬給出，其中IOM應(yīng)為低(即MEM操作)，RD、WR高有效，MR和MW低有效，LDAR高有效。3、 數(shù)據(jù)通路圖及分析 (畫出數(shù)據(jù)通路圖并作出分析)分析：如果是實驗箱和PC聯(lián)機操作，則可通過軟件中的數(shù)據(jù)通路圖來觀測實驗結(jié)果，方法是：打開軟件，選擇聯(lián)機軟件的“實驗存儲器實驗”，打開存儲器實驗的數(shù)據(jù)通路圖（如下圖所示）。進行手動操作輸入數(shù)據(jù)，每按動一次ST按鈕，數(shù)據(jù)通路圖會有數(shù)

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

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

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

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

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

9、0,IOR=1，LDAR=0，按動ST產(chǎn)生T3脈沖，即讀出MEM數(shù)據(jù)：00010100，如圖： 5第五組地址和讀出數(shù)據(jù) 將IN單元地址置為00000100，WR/RD/IOM/為000,IOR=0，LDAR=1，按動ST產(chǎn)生T3脈沖, 即將地址打入AR中，如圖： 讀出數(shù)據(jù)： WR/RD/IOM/置為010,IOR=1，LDAR=0，按動ST產(chǎn)生T3脈沖，即讀出MEM數(shù)據(jù)：00010101，如圖： 五、實驗問題分析、思考題與小結(jié)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(shù)據(jù)通路流向以及數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(xiàn)IN單元的數(shù)據(jù)開關(guān)->BUS->AR的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)開關(guān)控制信號IOR。 實現(xiàn)IN單元的數(shù)據(jù)開關(guān)->BUS->RAM的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)開關(guān)控制信號IOR和存儲器的讀寫控制信號WR/RD/IOM。 實現(xiàn)存儲器讀的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)開關(guān)控制信號IOR，而存儲器讀不需要 IN單元的數(shù)據(jù)開關(guān)=00000010B、IN_B=0、CE=1、LDAR=1、T3=實現(xiàn)了什么數(shù)據(jù)通路？ 答：IN單元的數(shù)據(jù)開關(guān)->BUS->AR的數(shù)據(jù)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(xiàn)問題應(yīng)能在最短時間內(nèi)檢查出問題，從而使實驗過程更順利。5.3 小結(jié) 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(shù)據(jù)。在關(guān)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(dǎo)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(yù)習(xí)，一定可以輕易的在實驗時間內(nèi)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(jié)構(gòu)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?zāi)康?；實驗邏輯原理圖與分析；數(shù)據(jù)通路圖及分析；實驗數(shù)據(jù)和結(jié)果分析；實驗問題分析、思考題與小結(jié)。其主要核心部分在第四節(jié)：實驗數(shù)據(jù)和結(jié)果分析，包含了實驗的數(shù)據(jù)讀與寫的整個操作過程。當(dāng)然，其他部分也介紹了實驗?zāi)康模砑皩嶒灢襟E，并且加了一些原理圖使其更好地理解。