静态随机存储器实验

1、计算机科学与技术系 实 验 报 告专业名称 软件工程 课程名称 计算机组成与结构 项目名称 静态随机存储器实验 班 级 学 号 姓 名 同组人员 无 实验日期 一、实验目的与要求掌握静态随机存储器RAM工作特性及数据的读写方法二、实验逻辑原理图与分析2.1 实验逻辑原理图及分析实验所用的静态存储器由一片6116(2K×8bit)构成(位于MEM单元)。6116有三个控制线：CS(片选线)、OE(读线)、WE(写线)，当片选有效(CS=0)时，OE=0时进行读操作，WE=0时进行写操作，本实验将CS常接地线。由于存储器(MEM)最终是要挂接到CPU上，所以其还需要一个读写控制逻辑，使得

2、CPU能控制MEM的读写，实验中的读写控制逻辑如下图所示，由于T3的参与，可以保证MEM的写脉宽与T3一致，T3由时序单元的TS3给出。IOM用来选择是对I/O还是对MEM进行读写操作，RD=1时为读，WR=1时为写。实验原理图如下如所示，存储器数据线接至数据总线，数据总线上接有8个LED灯显示D7D0的内容。地址线接至地址总线，地址总线上接有8个LED灯显示A7A0的内容，地址由地址锁存器(74LS273,位于PC&AR单元)给出。数据开关(位于IN单元)经一个三态门(74LS245)连至数据总线，分时给出地址和数据。地址寄存器为8位，接入6116的地址A7A0，6116的高三位地址

3、A10A8接地，所以其实际容量为256字节。实验箱中所有单元的时序都连接至操作台单元，CLR都连接至CON单元的CLR按钮。试验时T3由时序单元给出，其余信号由CON单元的二进制开关模拟给出，其中IOM应为低(即MEM操作)，RD、WR高有效，MR和MW低有效，LDAR高有效。3、 数据通路图及分析 (画出数据通路图并作出分析)分析：如果是实验箱和PC联机操作，则可通过软件中的数据通路图来观测实验结果，方法是：打开软件，选择联机软件的“实验存储器实验”，打开存储器实验的数据通路图（如下图所示）。进行手动操作输入数据，每按动一次ST按钮，数据通路图会有数据流动，反映当前存储器所作的操作（即使是对

4、存储器进行读，也应按动一次ST按钮，数据通路图才会有数据流动），或在软件中选择“调试单周期”，其作用相当于将时序单元的状态开关置为单步档后按动了一次ST按钮，数据通路图也会反映当前存储器所作的操作，借助于数据通路图，可以仔细分析SRAM的读写过程。四、实验数据和结果分析4.1 实验写入数据如图所示及分析 1第一组地址和写入数据 将IN单元地址置为00000000，WR/RD/IOM/为000,IOR=0，LDAR=1，按动ST产生T3脉冲, 即将地址打入AR中，如图： 写入数据：将IN单元数据置为00010001，WR/RD/IOM/为100,IOR=0，LDAR=0，按动ST产生T3脉冲，如

5、图： 2第二组地址和写入数据 将IN单元地址置为00000001，WR/RD/IOM/为000,IOR=0，LDAR=1，按动ST产生T3脉冲, 即将地址打入AR中，如图： 写入数据：将IN单元数据置为00010010，WR/RD/IOM/为100,IOR=0，LDAR=0，按动ST产生T3脉冲，如图： 3第三组地址和写入数据 将IN单元地址置为00000010，WR/RD/IOM/为000,IOR=0，LDAR=1，按动ST产生T3脉冲, 即将地址打入AR中，如图： 写入数据：将IN单元数据置为00010011，WR/RD/IOM/为100,IOR=0，LDAR=0，按动ST产生T3脉冲，如

6、图： 4第四组地址和写入数据 将IN单元地址置为00000011，WR/RD/IOM/为000,IOR=0，LDAR=1，按动ST产生T3脉冲, 即将地址打入AR中，如图： 写入数据：将IN单元数据置为00010100，WR/RD/IOM/为100,IOR=0，LDAR=0，按动ST产生T3脉冲，如图： 5第五组地址和写入数据 将IN单元地址置为00000100，WR/RD/IOM/为000,IOR=0，LDAR=1，按动ST产生T3脉冲, 即将地址打入AR中，如图： 写入数据：将IN单元数据置为00010101，WR/RD/IOM/为100,IOR=0，LDAR=0，按动ST产生T3脉冲，如

7、图： 4.2 实验读出数据如图所示及分析 1第一组地址和读出数据 将IN单元地址置为00000000，WR/RD/IOM/为000,IOR=0，LDAR=1，按动ST产生T3脉冲, 即将地址打入AR中，如图： 读出数据：将WR/RD/IOM/置为010,IOR=1，LDAR=0，按动ST产生T3脉冲，读出MEM数据：00010001,如图： 2第二组地址和读出数据 将IN单元地址置为00000001，WR/RD/IOM/为000,IOR=0，LDAR=1，按动ST产生T3脉冲, 即将地址打入AR中，如图： 读出数据：将WR/RD/IOM/置为010,IOR=1，LDAR=0，按动ST产生T3脉

8、冲，读出MEM数据：00010010,如图： 3第三组地址和读出数据 将IN单元地址置为00000010，WR/RD/IOM/为000,IOR=0，LDAR=1，按动ST产生T3脉冲, 即将地址打入AR中，如图： 读出数据：将WR/RD/IOM/置为010,IOR=1，LDAR=0，按动ST产生T3脉冲，读出MEM数据：00010011，如图： 4第四组地址和读出数据 将IN单元地址置为00000011，WR/RD/IOM/为000,IOR=0，LDAR=1，按动ST产生T3脉冲, 即将地址打入AR中，如图： 读出数据：将WR/RD/IOM/置为010,IOR=1，LDAR=0，按动ST产生T

9、3脉冲，即读出MEM数据：00010100，如图： 5第五组地址和读出数据 将IN单元地址置为00000100，WR/RD/IOM/为000,IOR=0，LDAR=1，按动ST产生T3脉冲, 即将地址打入AR中，如图： 读出数据： WR/RD/IOM/置为010,IOR=1，LDAR=0，按动ST产生T3脉冲，即读出MEM数据：00010101，如图： 4.3结果分析本次实验的写操作是：首先应该打开IN单元的输出开关IN_B，将地址信号通过地址总线打入到地址寄存器AR中，然后关闭地址寄存器的门控信号LDAR和存储器的读写WR/RD/IOM。然后再将IN单元的输出开关IN_B打开，打开输入三态门

10、，使存储器处于写状态，然后将数据通过数据总线写入到存储器MEM单元中。重复上述操作，写入对应地址的对应数据。读操作则和写操作类似，也是先将IN单元的输出开关IN_B打开，然后将地址信号通过地址总线打入到地址寄存器AR中，接着关闭IN单元的输出单元IOR，使存储器处于读状态，然后将存储器当前地址中的数据内容显示到数据总线上。五、实验问题分析、思考题与小结5.1实验问题分析 实验要完整无错误的进行，首先要确保实验接线图连线的正确性才能确保在进行实验时数据通路流向以及数据的的正确性，这样才能到达实验的目的；在进行实验过程中需要理解每一步骤的原因，也加强自己的理解性和掌握程度；在实验过程中活树会遇到线

11、路正确但数据错误，这能很有可能是自己连接线路有问题，所以在连接线路上一定要保证每条线是否正确。5.2思考题 实现IN单元的数据开关->BUS->AR的数据通路需要哪些控制信号？ 答：需要地址寄存器门控制信号LDAR和数据开关控制信号IOR。 实现IN单元的数据开关->BUS->RAM的数据通路需要哪些控制信号？ 答：需要地址寄存器门控制信号LDAR、数据开关控制信号IOR和存储器的读写控制信号WR/RD/IOM。 实现存储器读的数据通路需要哪些控制信号？ 答：存储器的读控制信号WR/RD/IOM。 存储器写与存储器读的控制信号有何不同？ 答：存储器写需要数据开关控制信号IOR，而存储器读不需要 IN单元的数据开关=00000010B、IN_B=0、CE=1、LDAR=1、T3=实现了什么数据通路？ 答：IN单元的数据开关->BUS->AR的数据通路 本次实验有哪些收获？ 答：在实验接线时要细心。在操作过程中，若出现问题应能在最短时间内检查出问题，从而使实验过程更顺利。5.3 小结通过此次实验，我掌握了静态存储器的工作特性及使用方法，明白了随机存储器如何存储和读出数据。在关键的部分做好标记，能够