靜態(tài)隨機存儲器實驗

課程名稱

計算機組成原理實驗實驗課時3實驗項目靜態(tài)隨機存儲實驗實驗時間2011.10.13實驗?zāi)康恼莆侦o態(tài)隨機存儲器RAM工作特性及數(shù)據(jù)的讀寫方法。實驗環(huán)境PC機一臺，TD-CM3+或TD-CMX實驗系統(tǒng)一套。實驗內(nèi)容（算法、程序、步驟和方法）實驗原理實驗所用的靜態(tài)存儲器由一片6116（2K×8bit）構(gòu)成（位于MEM單元），如圖2-1-1所示。6116有三個控制線：CS（片選線）、OE（讀線）、WE（寫線），其功能如表2-1-1所示，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。由于存儲器（MEM）最終是要掛接到CPU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圖2-1-2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（時序單元的介紹見附錄2）。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。實驗原理圖如圖2-1-3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D7…D0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A7…A0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6116的地址A7…A0，6116的高三位地址A10…A8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時序與操作臺單元，CLR都連接至CON單元的CLR按鈕。實驗時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。4.實驗步驟(1)關(guān)閉實驗系統(tǒng)電源，按圖2-1-4連接實驗電路，并檢查無誤，圖中將用戶需要連接的信號用圓圈標明。(2)將時序與操作臺單元的開關(guān)KK1、KK3置為運行檔、開關(guān)KK2置為‘單步’檔。(3)將CON單元的IOR開關(guān)置為1（使IN單元無輸出），打開電源開關(guān)，如果聽到有‘嘀’報警聲，說明有總線競爭現(xiàn)象，應(yīng)立即關(guān)閉電源，重新檢查接線，直到錯誤排除。(4)給存儲器的00H、01H、02H、03H、04H地址單元中分別寫入數(shù)據(jù)11H、12H、13H、14H、15H。由前面的存儲器實驗原理圖（圖2-1-3）可以看出，由于數(shù)據(jù)和地址由同一個數(shù)據(jù)開關(guān)給出，因此數(shù)據(jù)和地址要分時寫入，先寫地址，具體操作步驟為：先關(guān)掉存儲器的讀寫（WR=0，RD=0），數(shù)據(jù)開關(guān)輸出地址（IOR=0），然后打開地址寄存器門控信號（LDAR=1），按動ST產(chǎn)生T3脈沖，即將地址打入到AR中。再寫數(shù)據(jù)，具體操作步驟為：先關(guān)掉存儲器的讀寫（WR=0，RD=0）和地址寄存器門控信號（LDAR=0），數(shù)據(jù)開關(guān)輸出要寫入的數(shù)據(jù)，打開輸入三態(tài)門（IOR=0），然后使存儲器處于寫狀態(tài)（WR=1，RD=0，IOM=0），按動ST產(chǎn)生T3脈沖，即將數(shù)據(jù)打入到存儲器中。寫存儲器的流程如圖2-1-5所示（以向00地址單元寫入11H為例）：(5)依次讀出第00、01、02、03、04號單元中的內(nèi)容，觀察上述各單元中的內(nèi)容是否與前面寫入的一致。同寫操作類似，也要先給出地址，然后進行讀，地址的給出和前面一樣，而在進行讀操作時，應(yīng)先關(guān)閉IN單元的輸出（IOR=1），然后使存儲器處于讀狀態(tài)（WR=0，RD=1，IOM=0），此時數(shù)據(jù)總線上的數(shù)即為從存儲器當前地址中讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容。讀存儲器的流程如圖2-1-6所示（以從00地址單元讀出11H為例）：如果實驗箱和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（軟件使用說明請看附錄1），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，如圖2-1-7所示。進行上面的手動操作，每按動一次ST按鈕，數(shù)據(jù)通路圖會有數(shù)據(jù)的流動，反映當前存儲器所做的操作（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)通路圖也會反映當前存儲器所做的操作，借助于數(shù)據(jù)通路圖，仔細分析SRAM的讀寫過程。數(shù)據(jù)記錄和計算

結(jié)論（結(jié)