静态随机存储器试验报告

1、计算机组成原理实验报告（2019-2020学年 第一学期）项目名称:实验序号:专业:班级:姓名:学号指导教师:成绩:静态随机存储器02计算机科学与技术18计算机卓越1班ZRZ1810716643许高攀计算机与信息工程学院2019年笛月 4 日1实验目的及要求掌握静态随机存储器RAM工作特性及数据的读写方法。2实验设备（环境）及要求PC机一台，TD-CMA实验系统一套。3实验内容与步骤实验原理：实验所用的静态存储器由一片6116 （2KX8bit）构成（位于MEM单元），如图1所示。 6116有三个控制线：CS （片选线）、0E （读线）、WE （写线），其功能如表1所示，当片 选有效（CS二0

2、）时，0E二0时进行读操作，WE二0时进行写操作，本实验将CS常接地。Vcc A8 A9 WE OE A10 CS 1/07 "06 L'05 "04 ”03RAM(6I16)A7 A6 A5 A4 A3 A2 Al AO 1/00 I/O 1 1/02 GND图1： SRAM 6116引脚图由于存储器（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CPU 能控制MEM的读写，实验中的读写控制逻辑如图2所示，由于T3的参与，可以保证MEM 的写脉宽与T3致，T3由时序单元的TS3给出。I0H用来选择是对I/O还是对HEM进行 读写操作，RD二1时

3、为读，WR二1时为写。表1： SRAM 6116功能表CS,WF0E，功能1XX不选择010读001写000写匚）3-XIORRD T3WRTOM图2：读写控制逻辑实验原理图如图3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 D7-D0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A7-A0的内容，地 址由地址锁存器（74LS273,位于PC&AR单元）给岀。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的髙三位地址A10-A8接地，所以其实际容量为256

4、字节。图3：存储器实验原理图实验箱中所有单元的时序都连接至时序与操作台单元，CLR都连接至CON单元的CLR按 钮。实验时T3由时序单元给岀，其余信号由CON单元的二进制开关模拟给出，英中I0M应 为低(即MEM操作)，RD、WR髙有效，MR和MW低有效，LDAR髙有效。实验步骤：(1)按图连接电路1)7 .ncXWK XMRL：拟口总坎R RD IUM兀1N-BKt'、IIUR单处帕 RD TOM图4：实验接线图(2将时序与操作台单元的开关KK2置为'单步档，开关KK1、KK3巻为'运行'档。(3) 将CON单元的I0R开关垃为1 (目的是为了使IN单元无输出

5、)，然后打开电源开关, 如果听到有'嘀报警声，说明有总线竞争现象，应立即关闭电源，重新检查接线，直到错 误排除。(4) 开始进行静态随机存储器写操作(给存储器的(00) H地址单元中写入数据(11) a)先关掉存储器的读写控制按钮呱、RD,将WR、RD置为0,同时也关闭数据开关输出地 址I0R,也令其置为0,然后打开地址寄存器门控信号LDAR,令LDAR为1,按动ST产生T3 脉冲，即将地址打入到AR中。这一步的目的是确定我们要将接下来的数据写入哪个地址。接下来正式写入数据，先关掉存储器的读写控制按钮呱、RD,将WR、RD巻为0,同时也 关闭数据开关输岀地址I0R,也令其巻为0,数据开

6、关输出要写入的数据，打开输入三态门（IOR=O）,然后使存储器处于写状态（WR=1, RD二0, IOM=O）,按动ST产生T3脉冲,即将数据打入到存储器中。RD = CI0M = CTOR = C IJ)AR = 1TH =JT /、 /c c c c C二一一=TRRDIOMIORLDAR/ 图5：写存储器流程图（以向（00） h地址单元写入（11）忙为例）（5）开始进行静态随机存储器读操作（从存储器的（00）日地址单元中读出数拯（11） «）同写操作类似，也要先给出地址，然后进行读，地址的给出和前而一样，而在进行读 操作时，应先关闭IN单元的输出（I0R二1）,然后使存储器处于

7、读状态（WR二0, RD二1, I0M二0）, 此时数据总线上的数即为从存储器当前地址中读出的数据内容。IRRDT0MIORl.l)A/ /WRRDIOMXT3n /C 1 C 1 C=0RDIOMIOR.DARH / / c c C 1 C =-=d n R WRRDIfAIOKl.DA / 图6:读存储器流程图（以向（00） «地址单元读出（11） e为例）如果实验箱和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】一【存储器实验】”，打开存储器实验的数据通路图, 如图7所示。进行上而的手动操作，每按动一次ST按钮，数据通路图会

8、有数据的流动，反 映当前存储器所做的操作（即使是对存储器进行读，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】一【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做的操 作，借助于数据通路图，仔细分析SRAM的读写过程。>MWR>MRO4实验结果与数据处理1.写入数据(1)将 IN 单元地址置为 00000000, WR/RD/I0M/为 0/0/0,10R二0, LDAR=b 按动 ST产生T3脉冲，即将地址打入AR中，如图：图8：写入地址图(2)写入数据:将IN单元数据

9、置为0001000b WR/RD/I0M/为l/O/OJOR二0, LDAR=0,按动ST产生T3脉冲，如图：存储器实验XUWRXMRD运行(2/2)图9：写入数据图将 IN 单元地址置为 00000000, WR/RD/IOM/0/0/0,10R=0, LDAR=1,按动 ST 产生T3脉冲，即将地址打入AR中，如图:存储器实验数据总线0 0 0 0)000T： T40 0 0 1 0 0 0 1WR9MEM单元*0 A800000000HXMWRXMRD00000000AR单元,JrJI_I一- 一 -0 0 0 *IN 0 0 0 0 单元运行(15/15)图10：读出数据图3.分析数据

10、由实验箱和PC联机操作，我们通过软件中的数据通路图可以观测到实验结果与我们预想 的一致，则本次读写操作实验是成功的，所以当我们想再次写入数据并读取时，可以按以上 步骤进行操作。我们从实验可以分析出MEM单元下半部分的二进制数记录的是我们写入数据 或者想要读出数据的地址，而MEM上半部分则会显示我们读取相应地址所对应的数据，地址从IN单元被输送到AR单元后又被送至MEN,数据则从IN单元至数据总线后又进入MEN单 兀O总的来说，实现IN单元的数据开关到AR的数据通路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单元的数据开关到RAM的数据通路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/IOH：实现存储器读的数 据通路需要存储器的读控制信号WR/RD/IOM.5分析与讨论(心得)(1) 通过本次实验基本了解了静态随机存储器的组成结构。初步掌握了静态随机存储 器的工作原理，学会了将数据写入静态随机存储器并且正确地读出相应的数据，也加强了自 己的理解性和掌握程度。(2) 同时通过自己亲手实验，更加淸楚了静态随机存储器在工作时的基本流程，将二 进制数据通过IN