计算机组成原理数据通路实验报告

计算机组成原理数据通路实验报告一、实验名称存储器实验二、实验目的1.掌握静态随机存储器RAM的工作特性。2.掌握静态随机存储器RAM的读写方法。三、实验内容1.做好实验预习，熟悉MEMORY

6116芯片各引脚的功能和连接方式，熟悉其他实验元器件的功能特性和使用方法，看懂电路图。2.按照实验内容与步骤的要求，认真仔细地完成实验。3.写出实验报告。四、实验仪器EL-JY-II型计算机组成原理实验系统一套，排线若干。五、实验原理原理图如图4.1所示：数据开关(SW7～SW0、SW8～SW15)用于设置读写地址和欲写入存储器的数据，经三态门74LS245与总线相连，通过总线把地址发送至AR,或把欲写入的数据发送至存储器芯片。静态存储器由两片6116(2K×8)并联构成2K×16，但地址输入引脚A8～A10接地，因此实际存储容量为64K字节，其余地址引脚A0～A7与AR相连，读和写的地址均由AR给出。6116的数据引脚为输入、输出双向引脚，与总线相连，既可从总线输入欲写的数据，也可以通过总线输出数据到数据灯显示。共使用了两组显示灯，一组显示从存储器读出的数据，另--组显示存储单元的地址。6116有三根控制线，-CE为片选线，-OE为读线，-WE为写线，三者的有效电平均为低电平。当片选信号有效时，-OE=0时进行读操作，-WE=0进行写操作。本实验将-OE接地，在此情况下，当-CE=0、-WE=1时进行读操作；当-CE=0、-WE=0时进行写操作。由于6116的WE信号是由WE控制信号与P1进行与非运算得来的，因此，WE=1时为写操作，其写时间与P1脉冲宽度一致。写数据时，先在数据开关上设置好要写的存储单元地址，并打开三态门74LS245,LDAR置1，发出一个P2脉冲，将地址送入6116，然后在数据开关上设置好要写的数据，确保三态门打开，设置6116为写操作，发出一个P1脉冲，即可将数据写入。读数据时，在数据开关上设置好要读的存储单元地址，并打开三态门74LS245,LDAR置1,发出一个P2脉冲，将地址送入6116，设置6116为读操作，即可读出数据并在数据灯上显示。六、实验过程及实验结果实验步骤：（1）运行虛拟实验系统，从左边的实验设备列表选取所需组件拖到工作区中，元器件按照图4.1所示通过两两之间连线彼此连接组建实验电路，得到如图4.2所示的实验电路。（2）进行电路预设置。1）将74LS273的-MR置1,AR不清零；2）-CE=1，

RAM6116未片选；3）-（SW-BUS）=1,三态门关闭。（3）打开电源开关。（4）存储器写操作。向01H存储单元分别十六进制数据1234H，具体操作步骤如下：1）将SW7～SW0置为0000001，-（SW-BUS）=0，打开三态门，将地址送入BUS；2）LDAR=1，发出P2单脉冲信号，在P2的上升沿将BUS上的地址存入AR，可通过观察AR所连接的地址灯来查看地址，-（SW-BUS）=1关闭三态门；3）-CE=0，WE=1，6116写操作准备(注意:此时-WE=1,因而会读出此地址原有数据)；4）将SW15～SW8SW7～SW0置为00010010

00110100，-（SW-BUS）=0，打开三态门，将数据送入BUS；5）发出P1单脉冲信号，在P1的上升沿将BUS.上的数据00010010

00110100写入RAM的01H地址；6）-CE=1,6116暂停工作，-（SW-BUS）=1关闭三态门。（5）存储器读操作。读出01H单元中的内容，观察上述单元中的内容是否与前面写入的一致。具体操作步骤如下：1）将SW7～SW0置为0000001，-(SW-BUS)=0，打开三态门，将地址送入BUS；2）LDAR=1，发出P2单脉冲信号，在P2的上升沿将BUS上的地址存入AR中，可通过观察AR所连接的地址灯来查看地址，-(SW-BUS)

=1关闭三态门；3）-CE=0，-WE=0，6116进行读操作，观察数据灯是否为先前写入的00010010

00110100。4）-CE=1，6116暂停工作。补充：读数据也可以通过“工具”——“存储器芯片读写”查看。七、讨论与结论分析：虚拟实验与现实情况唯一不同点在于，断电后RAM6116中存储的数据不丢失，而现实情况在断开电源后数据会丢失。所以仿真软件不是百分百仿真。在这次实验中我也认识到，部分操作在仿真软件中可以进行但是现实情况不能这样做，如电源的随意开关，以及可以在“存储器芯片读写”里面写入数据。思考：1.静态半导体存储器与动态半导体存储器的主要区别是什么？答：静态存储器的集成度低，成本高，功耗较大，无需刷新，只要不断电信息就不会丢失，主要用于小容量的高速缓存；动态存储器电路简单，集成度高，成本低，功耗小，需反复进行刷新(Refresh)操作，否则会导致信息丢失，工作速度较慢，主要用于大容量主存储器。2.由两片6116(2K*8)怎样扩展成(2K*16)或(4K*8)的存储器？怎样连线？答：两片6116（2K*8）可以按位扩展成（2K*16）的存储器，可以按字扩展成（4K*8）的存储器：对于前者，是将两片芯片的三态门、-CE和-WE并联，然后将各芯片的数据线分别接到数据总线的对应位上；对于后者，是将两片芯片的地三态门、-CE和-WE串联，然后将各芯片的数据线分别接到数据总线的对应位上。3.查阅6116芯片的数据手册，在-CE=0、-OE=0、WE=1的条件下，当输入的地址信息变化时，输出的数据是否会相应变化？是否有延迟？答：在-CE=0、-OE=0、WE=1的条件下，6116芯片进行写操作，同时会读