2022年2022年静态随机存储器实验 .pdf
课程名称计算机组成原理实验实验课时3 实验项目静态随机存储实验实验时间2011.10.13实验目的掌握静态随机存储器 RAM 工作特性及数据的读写方法。实验环境PC 机一台，TD-CM3+或 TD-CMX 实验系统一套。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 6 页 -实验内容（算法、程序、步骤和方法）1.实验原理实验所用的静态存储器由一片 6116（2K8bit）构成（位于 MEM 单元），如图2-1-1 所示。6116 有三个控制线：CS（片选线）、OE（读线）、WE（写线），其功能如表 2-1-1 所示，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。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2-1-2 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（时序单元的介绍见附录 2）。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。实验原理图如图 2-1-3 所示，存储器数据线接至数据总线，数据总线上接名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 6 页 -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A7,A0，6116 的高三位地址A10,A8 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。4.实验步骤(1)关闭实验系统电源，按图2-1-4 连接实验电路，并检查无误，图中将用户需要连接的信号用圆圈标明。(2)将时序与操作台单元的开关KK1、KK3 置为运行档、开关 KK2 置为单步档。(3)将CON 单元的 IOR 开关置为 1（使IN 单元无输出），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。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 6 页 -(4)给存储器的 00H、01H、02H、03H、04H 地址单元中分别写入数据 11H、12H、13H、14H、15H。由前面的存储器实验原理图（图2-1-3）可以看出，由于数据和地址由同一个数据开关给出，因此数据和地址要分时写入，先写地址，具体操作步骤为：先关掉存储器的读写（WR=0，RD=0），数据开关输出地址（IOR=0），然后打开地址寄存器门控信号（LDAR=1），按动ST 产生T3 脉冲，即将地址打入到AR 中。再写数据，具体操作步骤为：先关掉存储器的读写（WR=0，RD=0）和地址寄存器门控信号（LDAR=0），数据开关输出要写入的数据，打开输入三态门（IOR=0），然后使存储器处于写状态（WR=1，RD=0，IOM=0），按动 ST 产生T3脉冲，即将数据打入到存储器中。写存储器的流程如图2-1-5 所示（以向 00 地址单元写入 11H 为例）：名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 6 页 -(5)依次读出第 00、01、02、03、04 号单元中的内容，观察上述各单元中的内容是否与前面写入的一致。同写操作类似，也要先给出地址，然后进行读，地址的给出和前面一样，而在进行读操作时，应先关闭 IN 单元的输出（IOR=1），然后使存储器处于读状态（WR=0，RD=1，IOM=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。读存储器的流程如图 2-1-6 所示（以从 00 地址单元读出 11H 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（软件使用说明请看附录 1），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，如图2-1-7 所示。进行上面的手动操作，每按动一次ST 按钮，数据通路图会有数据的流动，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】【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。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 6 页 -数据记录和计算结论（结果）实验读出数据与输入数据完全一致名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 6 页 -
