存储器访问实验

ARM的存储器访问指令

实验目的

 熟悉使用ADS开发环境。

 通过实验掌握ARM存储器访问指令的使用方法。

实验设备

 硬件：PC机。

 软件：ADS集成开发环境，Windows 2000/XP/2003。

实验内容

 熟悉开发环境，并使用LDR/STR指令等访问寄存器或存储单元。。

实验原理

ARM处理器是Load/Store型的，即它对数据的操作是通过将数据从存储器加载到片内寄存器中进行处理,处理完成后的结果经过寄存器存回到存储器中,以加快对片外存储器进行数据处理的执行速度.

存储器访问指令分为单寄存器操作指令，多寄存器操作指令和寄存器和存储器交换指令。

LDR指令用于从内存中读取单一字或字节数据存入寄存器中，STR指令用于将寄存器中的单一字或字节数据保存到内存。

LDR{cond}{T} Rd, ;将指定地址上的字数据读入Rd

STR{cond}{T} Rd, ;将Rd中的字数据存入指定地址

LDR{cond}B{T} Rd, ;将指定地址上的字节数据读入Rd

STR{cond}B{T} Rd, ;将Rd中的字节数据存入指定地址

其中，T为可选后缀。若指令有T，那么即使处理器是在特权模式下，存储系统也将访问看成是在用户模式下进行的。T在用户模式下无效，不能与前索引偏移一起使用T。

LDR/STR指令寻址非常灵活，它由两部分组成，其中一部分为一个基址寄存器，可以为任一个通用寄存器；另一部分为一个地址偏移量。地址偏移量有以下3种格式：

 立即数。立即数可以是一个无符号的数值。这个数据可以加到基址寄存器，也可以从基址寄存器中减去这个数值。

如：LDR R1,[R0,#0x12]

 寄存器。寄存器中的数值可以加到基址寄存器，也可以从基址寄存器中减去这个数值。

如：LDR R1,[R0,R2]

 寄存器及移位常数。寄存器移位后的值可以加到基址寄存器，也可以从基址寄存器中减去这个数值。

静态随机存储器实验实验报告

一、实验目的

本次静态随机存储器实验的目的在于深入了解静态随机存储器（SRAM）的工作原理、存储结构和读写操作，通过实际操作和数据观测，掌握 SRAM 的性能特点和应用方法，并培养对数字电路和存储技术的实践能力和问题解决能力。

二、实验原理

静态随机存储器（SRAM）是一种随机存取存储器，它使用触发器来存储数据。每个存储单元由六个晶体管组成，能够保持数据的状态，只要电源不断电，数据就不会丢失。

SRAM 的读写操作是通过地址线选择存储单元，然后通过数据线进行数据的读取或写入。读操作时，被选中单元的数据通过数据线输出；写操作时，数据通过数据线输入到被选中的单元。

三、实验设备与材料

1、 数字电路实验箱

2、 静态随机存储器芯片（如 6116 等）

3、 示波器

4、 逻辑分析仪 5、 导线若干

四、实验步骤

1、 连接实验电路

将静态随机存储器芯片插入实验箱的相应插槽。

按照实验原理图，使用导线连接芯片的地址线、数据线、控制线与实验箱上的控制信号源和数据输入输出端口。

2、 设置控制信号

通过实验箱上的开关或旋钮，设置地址线的输入值，以选择要操作的存储单元。

设置读写控制信号，确定是进行读操作还是写操作。

3、 进行写操作

当读写控制信号为写时，通过数据输入端口输入要写入的数据。

观察实验箱上的相关指示灯或示波器，确认数据成功写入存储单元。

4、 进行读操作

将读写控制信号切换为读。

从数据输出端口读取存储单元中的数据，并与之前写入的数据进行对比，验证读取结果的正确性。

5、 改变地址，重复读写操作 更改地址线的值，选择不同的存储单元进行读写操作。

记录每次读写操作的数据，分析存储单元的地址与数据之间的对应关系。

6、 使用逻辑分析仪观测信号

将逻辑分析仪连接到实验电路的相关信号线上，如地址线、数据线和控制信号线。

运行逻辑分析仪，捕获读写操作过程中的信号波形，分析信号的时序和逻辑关系。

西安交通大学

计算机组成原理实验报告

姓名：***

班级：物联网**

学号：

实验一存储器的访问与实现

一、实验目的

1、 理解计算机主存储器的分类及作用；

2、 掌握ROM、RAM的读写方法。

二、实验原理

存储器按存取方式分，可分为随机存储器和顺序存储器。如果存储器中的任何存储单元的内容都可随机存取，称为随机存储器，计算机中的主存储器都是随机存储器。如果存储器只能按某种顺序存取，则称为顺序存储器，磁带是顺序存储器，磁盘是半顺序存储器，它们的特点是存储容量大，存取速度慢，一般作为外部存储器使用。如果按存储器的读写功能分，有些存储器的内容是固定不变的，即只能读出不能写入，这种存储器称为只读存储器（ROM）；既能读出又能写入的存储器，称为随机读写存储器（RAM）。实际上真正的ROM基本上不用了，用的是光可擦除可编程的ROM（EPROM）和电可擦除可编程的ROM（EEPROM）。EEPROM用的越来越多，有取代EPROM之势，比如容量很大的闪存（FLASH）现在用的就很广泛，常说的U盘就是用FLASH做的。按信息的可保存性分，存储器可分为非永久性记忆存储器和永久性记忆存储器。ROM、EPROM、EEPROM都是永久记忆存储器，它们断电后存储内容可保存。RAM则是非永久性记忆存储器，断电后存储器中存储的内容丢失。

随机读写存储器类型

随机存储器按其元件的类型来分，有双极存储器和MOS存储器两类。在存取速度和价格两方面，双极存储器比MOS存储器高，故双极存储器主要用于高速的小容量存储体系。在MOS存储器中，根据存储信息机构的原理不同，又分为静态随机存储器（SRAM）和动态随机存储器（DRAM）。静态随机存储器采用双稳态触发器来保存信息，只要不断电，信息就不会丢失；动态随机存储器利用记忆电容来保存信息，使用时只有不断地给电容充电才能使信息保持。静态随机存储器的集成度较低，功耗也较大；动态随机存储器的集成度较高，功耗低。现在计算机中，内存容量较大，常由动态随机存储器构成。

第1篇

一、实验概述

本次实验以计算机组成原理课程为基础，通过实验加深对存储器原理的理解，掌握静态随机存取存储器（SRAM）和只读存储器（ROM）的工作特性及使用方法。实验内容主要包括：设计实验电路图、使用Quartus软件进行原理图输入和编辑、编写MIF文件进行ROM存储单元初始化、读出ROM存储单元数据，并对实验结果进行分析。

二、实验结果分析

1. 实验电路设计

根据实验要求，我们设计了由1288位的ROM构成的只读存储器系统。实验电路图包括lpmrom、lpmramdq、lpmramio、7408、NOT、AND2、74273b、74374b、74244b、input、output、BIDIR等器件。通过Quartus软件进行原理图输入和编辑，编译通过，无错误。

2. ROM存储单元初始化

利用MIF文件对ROM的存储单元00H~05H进行初始化。通过分析仿真波形，检查数据的正确性。实验结果表明，初始化数据正确写入ROM存储单元。

3. 读出ROM存储单元数据

给定ROM存储区的地址00H~05H，读ROM存储单元。通过分析仿真波形，检查数据的正确性。实验结果表明，读出的数据与初始化数据一致，数据正确。

4. 实验数据分析

通过本次实验，我们掌握了以下知识：

（1）静态随机存取存储器（SRAM）和只读存储器（ROM）的工作原理及特性；

（2）使用Quartus软件进行原理图输入和编辑的方法；

（3）编写MIF文件进行ROM存储单元初始化的方法；

（4）读取ROM存储单元数据的方法。

三、实验结论 1. 通过本次实验，我们成功地设计了一个由1288位的ROM构成的只读存储器系统，并实现了对存储单元的初始化和读取数据。

2. 实验结果表明，我们掌握了静态随机存取存储器（SRAM）和只读存储器（ROM）的工作原理及特性，能够熟练使用Quartus软件进行原理图输入和编辑，编写MIF文件进行ROM存储单元初始化，读取ROM存储单元数据。