计算机组成原理实验-双端口存储器实验
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计算机组成原理实验报告(运算器组成存储器)计算机组成原理实验报告(运算器组成、存储器)计算机组成原理实验报告一、实验1quartusⅱ的采用一.实验目的掌控quartusⅱ的基本采用方法。
了解74138(3:8)译码器、74244、74273的功能。
利用quartusⅱ检验74138(3:8)译码器、74244、74273的功能。
二.实验任务熟悉quartusⅱ中的管理项目、输入原理图以及仿真的设计方法与流程。
新建项目,利用原理编辑方式输出74138、74244、74273的功能特性,依照其功能表分别展开仿真,检验这三种期间的功能。
三.74138、74244、74273的原理图与仿真图1.74138的原理图与仿真图74244的原理图与仿真图1.4.74273的原理图与仿真图、实验2运算器组成实验一、实验目的1.掌握算术逻辑运算单元(alu)的工作原理。
2.熟悉简单运算器的数据传送通路。
3.检验4十一位运算器(74181)的女团功能。
4.按给定数据,完成几种指定的算术和逻辑运算。
二、实验电路附录中的图示出了本实验所用的运算器数据通路图。
8位字长的alu由2片74181构成。
2片74273构成两个操作数寄存器dr1和dr2,用来保存参与运算的数据。
dr1接alu的a数据输入端口,dr2接alu的b数据输入端口,alu的数据输出通过三态门74244发送到数据总线bus7-bus0上。
参与运算的数据可通过一个三态门74244输入到数据总线上,并可送到dr1或dr2暂存。
图中尾巴上拎细短线标记的信号都就是掌控信号。
除了t4就是脉冲信号外,其他均为电位信号。
nc0,nalu-bus,nsw-bus均为低电平有效率。
三、实验任务按右图实验电路,输出原理图,创建.bdf文件。
四.实验原理图及仿真图给dr1取走01010101,给dr2取走10101010,然后利用alu的直通功能,检查dr1、dr2中是否保存了所置的数。
实验一运算器实验一、实验目的:1.掌握运算器的组成及工作原理;2.了解4位函数发生器74LS181的组合功能,熟悉运算器执行算术操作和逻辑操作的具体实现过程;3.验证带进位控制的74LS181的功能。
二、实验设备:EL-JY-II型计算机组成原理实验系统一套,排线若干。
三、预习要求:1复习本次实验所用的各种数字集成电路的性能及工作原理;2预习实验步骤,了解实验中要求的注意之处。
四、实验原理:运算器的结构框图如图1-1示。
图1-1 运算器的结构框图算术逻辑单元ALU是运算器的核心。
此处由四片74LS181(U7、U8、U9、U10)以并/串形式构成16位运算器。
它可以对两个16位二进制数进行多种算术或逻辑运算,74LS181 有高电平和低电平两种工作方式,高电平方式采用原码输入输出,低电平方式采用反码输入输出,这里采用高电平方式。
算术逻辑单元ALU是74LS181的功能控制条件由S3、S2、S1、S0、 M、Cn决定。
高电平方式的74LS181的功能、管脚分配和引出端功能符号详见表1-1、图1-2和表1-2。
四片74LS273(U3、U4、U5、U6)构成两个16位数据暂存器,其控制信号分别为LDR1和LDR2,当LDR1和LDR2 为高电平有效时,在T4脉冲的前沿,总线上的数据被送入暂存器保存。
74LS273的管脚分配和引出端功能符号详见图1-3两个三态门74LS244(U11、U12)作为运算器的输出缓冲器由ALU-G信号控制,ALU-G 为“0”时,三态门开通,此时其输出等于其输入;ALU-G 为“1”时,三态门关闭,此时其输出呈高阻。
其管脚分配和引出端功能符号详见图1-4。
74LS181功能表见表1-1,其中符号“+”表示逻辑“或”运算,符号“*”表示逻辑“与”运算,符号“/”表示逻辑“非”运算,符号“加”表示算术加运算,符号“减”表示算术减运算。
图1-2 74LS181管脚分配表1-2 74LS181输出端功能符号图1-3(a) 74LS273管脚分配图1-3(b)74LS273功能表图1-4(a) 74LS244管脚分配图1-4(b) 74LS244功能五、实验内容:验证74LS181运算器的逻辑运算功能和算术运算功能。
实验一 运算器组成实验一、实验目的1.熟悉双端口通用寄存器堆的读写操作。
2.熟悉简单运算器的数据传送通路。
3.验证运算器74LS181的算术逻辑功能。
4.按给定数据,完成指定的算术、逻辑运算。
二、实验电路ALU-BUS#DBUS7DBUS0Cn#C三态门(244)三态门(244)ALU(181)ALU(181)S3S2S1S0MA7A6A5A4F7F6F5F4F3F2F1F0B3B2B1B0Cn+4CnCnCn+4LDDR2T2T2LDDR1LDRi T3SW-BUS#DR1(273)DR2(273)双端口通用寄存器堆RF(ispLSI1016)RD1RD0RS1RS0WR1WR0数据开关(SW7-SW0)数据显示灯A3A2A1A0B7B6B5B4图3.1 运算器实验电路LDRi T3AB三态门R S -B U S #图3.1示出了本实验所用的运算器数据通路图。
参与运算的数据首先通过实验台操作板上的八个二进制数据开关SW7-SW0来设置,然后输入到双端口通用寄存器堆RF 中。
RF(U54)由一个ispLSI1016实现,功能上相当于四个8位通用寄存器,用于保存参与运算的数据,运算后的结果也要送到RF 中保存。
双端口寄存器堆模块的控制信号中,RS1、RS0用于选择从B 端口(右端口)读出的通用寄存器,RD1、RD0用于选择从A 端口(左端口)读出的通用寄存器。
而WR1、WR0用于选择写入的通用寄存器。
LDRi 是写入控制信号,当LDRi=1时,数据总线DBUS上的数据在T3写入由WR1、WR0指定的通用寄存器。
RF的A、B端口分别与操作数暂存器DR1、DR2相连;另外,RF的B端口通过一个三态门连接到数据总线DBUS上,因而RF中的数据可以直接通过B端口送到DBUS上。
DR1(U47)和DR2(U48)各由1片74LS273构成,用于暂存参与运算的数据。
DR1接ALU 的A输入端口,DR2接ALU的B输入端口。
初:未知 当前:2016-7-3 主笔:Angel 联系方式:QQ :1219818801 版本:1实 验 报 告课程名称: 计算机组成原理 实验项目: 存储器的原理及应用姓 名: 刘斌专 业: 计算机科学与技术 班 级: 计算机14-6班 学 号:1404010612计算机科学与技术学院实验教学中心2016 年 6 月 20日初:未知当前:2016-7-3 主笔:Angel 联系方式:QQ:1219818801 版本:1实验项目名称:存储器的原理及应用一、实验目的1.了解程序存储器EM 的工作原理及控制方法2.了解存储器读写方法。
二、实验内容利用 COP2000 实验仪上的 K16..K23 开关做为 DBUS 的数据,其它开关做为控制信号,实现程序存储器EM 的读写操作。
三、实验用设备仪器及材料计算机、伟福 COP2000系列计算机组成原理实验系统四、实验原理及接线内存中通常存放指令和数据,当内存存放指令时,将指令送指令总线;当内存存放数据时,将数据送数据总线。
如图所示,它主要由一片RAM 6116 组成,RAM6116是静态2048X8位的RAM,有11 条地址线,在COP2000 模型机中只使用8 条地址线A0-A7 ,而A8-A10接地。
存储器EM通过1片74HC245 与数据总线相连。
存储器EM的地址可由PC或MAR提供。
存储器EM 的数据输出直接接到指令总线IBUS,指令总线IBUS 的数据还可以来自一片74HC245。
当ICOE 为0 时,这片74HC245 输出中断指令B8。
EM原理图初:未知当前:2016-7-3 主笔:Angel 联系方式:QQ:1219818801 版本:12存储器 uM 由三片 6116RAM 构成,共 24 位微指令。
存储器的地址由 uPC 提供, 片选及读信号恒为低, 写信号恒为高. 存储器uM 始终输出uPC 指定地址单元的数据。
连接线表五、实验操作步骤1, 1、控制 k4、k5开关,观察PC\MAR输出地址选择:1、K5、输出地址(PC红色灯亮)2、K5、输出地址(PC红色灯亮)2、K5、没有灯亮2、K5、、PC同时输出地址(MAR、PC红色灯同时亮)2、存储器EM 写、读实验(1)将地址 0写入MAR二进制开关K23-K16 用于DBUS[7:0]的数据输入,置数据00HK3连接MAREN端,当低电平(0)时,MAR写允许按CLOCK键, 将地址 0 写入MAR(2)将数据11H写入地址00H二进制开关K23-K16 用于DBUS[7:0]的数据输入,置数据11HK4连接MAROE,当低电平(0)时,MAR输出地址K2连接EEMEN,当低电平(0)时,存储器与数据总线连接K0连接EMWR,当低电平(0)时,存储器写允许按CLOCK键, 将地址11H写入EM(3)读地址00H 中的数据11HK4连接MAROE,,MAR输出地址K1连接EMRD,当低电平(0)时,存储器读允许学生做:将数据55H写入地址22H,并读出将数据45H写入地址33H,并读出3、将数据打入地址为00的IR 指令寄存器/uPC实验(1)将地址 0写入MAR二进制开关K23-K16 用于DBUS[7:0]的数据输入,置数据00HK3连接MAREN端,当低电平(0)时,MAR写允许按CLOCK键, 将地址 0 写入MAR(2)将数据11H写入地址00H二进制开关K23-K16 用于DBUS[7:0]的数据输入,置数据11HK4连接MAROE,当低电平(0)时,MAR输出地址K2连接EEMEN,当低电平(0)时,存储器与数据总线连接K0连接EMWR,当低电平(0)时,存储器写允许按CLOCK键, 将地址11H写入EM(3)读地址00H 中的数据11HK4连接MAROE,,MAR输出地址K1连接EMRD,当低电平(0)时,存储器读允许(4)写地址00H数据11H入 IR及 uPC学生做:将数据22H、33H打入地址为01H、02H的IR 指令寄存器/uPC实验实验 1:微程序存储器 uM 读出置控制信号为:K0为1uM 输出uM[0]的数据按一次CLOCK脉冲键,CLOCK产生一个上升沿,数据uPC 被加一。
实验二存储器EM实验一、实验目的:了解模型机中程序存储器EM的工作原理及控制方法。
二、实验要求:利用COP2000实验仪上的K16..K23开关做为DBUS的数据,其它开关做为控制号,实现程序存储器EM的读写操作。
三、实验原理:存储器EM由一片6116RAM构成,通过一片74HC245与数据总线相连。
存储器EM的地址可选择由PC或MAR提供。
存储器EM的数据输出直接接到指令总线IBUS,指令总线IBUS的数据还可以来自一片74HC245。
当ICOE为0时,这片74HC245输出中断指令B8。
EM原理图连接线表连接信号孔接入孔作用有效电平1 J2座J3座将K23-K16接入DBUS[7:0]2 IREN K6 IR, uPC写允许低电平有效3 PCOE K5 PC输出地址低电平有效4 MAROE K4 MAR输出地址低电平有效5 MAREN K3 MAR写允许低电平有效6 EMEN K2 存储器与数据总线相连低电平有效7 EMRD K1 存储器读允许低电平有效8 EMWR K0 存储器写允许低电平有效9 PCCK CLOCK PC工作脉冲上升沿打入10 MARCK CLOCK MAR工作脉冲上升沿打入11 EMCK CLOCK 写脉冲上升沿打入12 IRCK CLOCK IR, uPC工作脉冲上升沿打入四、实验内容:内容1:PC/MAR输出地址选择置控制信号为:K5 (PCOE ) K4(MAROE)地址总线红色地址输出指示灯0 1 PC输出地址PC地址输出指示灯亮1 0 MAR输出地址MAR地址输出指示灯亮1 1 地址总线浮空0 0 错误, PC及MAR同时输出PC及MAR地址输出指示灯亮以下存贮器EM实验均由MAR提供地址内容2:存储器EM写实验1将地址0写入MAR2将11H写入EM[0]3将地址1写入MAR4将22H写入EM[1]内容3:存储器EM读实验1将地址0写入MAR2读EM[0]的内容3将地址1写入MAR4读EM[1]的内容内容4:存储器打入IR指令寄存器/uPC实验1将地址0写入MAR2读EM[0],打入IR3将地址1写入MAR4读EM[1],打入IR操作步骤:1.PC/MAR输出地址选择按照连接表连接好线路,要选择PC,则将K5(PCOE)置为0,K4(MAROE)置为1,则可选择PC,此时PC地址输出指示灯亮(红色灯亮),同理要选择MAR,则将K5(PCOE)置为1,K4(MAROE)置为0,则可选择MAR,此时MAR地址输出指示灯亮(红色灯亮)。
实验一运算器[实验目的]1.掌握算术逻辑运算加、减、乘、与的工作原理;2.熟悉简单运算器的数据传送通路;3.验证实验台运算器的8位加、减、与、直通功能;4.验证实验台4位乘4位功能。
[接线]功能开关:DB=0 DZ=0 DP=1 IR/DBUS=DBUS接线:LRW:GND(接地)IAR-BUS# 、M1、M2、RS-BUS#:接+5V控制开关:K0:SW-BUS# K1:ALU-BUSK2:S0 K3:S1 K4:S2K5:LDDR1 K6:LDDR2[实验步骤]一、(81)H与(82)H运算1.K0=0:SW开关与数据总线接通K1=0:ALU输出与数据总线断开2.开电源,按CLR#复位3.置数(81)H:在SW7—SW0输入10000001→LDDR2=1,LDDR1=0→按QD:数据送DR2置数(82)H:在SW7—SW0输入10000010→LDDR2=0,LDDR1=1→按QD:数据送DR1 4.K0=1:SW开关与数据总线断开K1=1:ALU输出与数据总线接通5. S2S1S0=010:运算器做加法(观察结果在显示灯的显示与进位结果C的显示)6.改变S2S1S0的值,对同一组数做不同的运算,观察显示灯的结果。
二、乘法、减法、直通等运算1.K0K1=002.按CLR#复位3.分别给DR1和DR2置数4.K0K1=115. S2S1S0取不同的值,执行不同的运算[思考]M1、M2控制信号的作用是什么?运算器运算类型选择表选择操作S2 S1 S00 0 0 A&B0 0 1 A&A(直通)0 1 0 A+B0 1 1 A-B1 0 0 A(低位)ΧB(低位)完成以下表格ALU-BUS SW-BUS# 存储器内容S2S1S0 DBUS C输入时:计算时:DR1:01100011DR2:10110100(与)DR1:10110100DR2:01100011(直通)DR1:01100011DR2:01100011(加)DR1:01001100DR2:10110011(减)DR1:11111111DR2:11111111(乘)实验二双端口存储器[实验目的]1.了解双端口存储器的读写;2.了解双端口存储器的读写并行读写及产生冲突的情况。
可编辑修改精选全文完整版实验六存储器和总线实验一、实验目的熟悉存储器和总线组成的硬件电路。
二、实验要求按照实验步骤完成实验项目,利用存储器和总线传输数据三、实验内容实验原理图如下(省略图):(1)实验原理按照实验所用的半导体静态存储器电路图进行操作,该静态存储器由一片6116(2K x 8)构成,其数据线(D0-D7)已和数据总线(BUS-DISP UNIT)相连接,地址线由地址锁存器(74LS273)给出,该锁存器的输入已连接至数据总线。
地址A0-A7与地址总线相连,显示地址内容。
数据开关经一三态门(74LS245)已连接至数据总线,分时给出地址和数据。
因为地址寄存器为8位,接入6116的地址A7-A0,而高三位A8-A10本实验装置已接地,其容量为256字节。
6116有三根控制线:/CS(片选线)、OE(读线)、WE(写线)。
当片选有效(/CS=0)时,同时OE=0时,(WE=0)时进行读操作。
本实验中将OE引脚接地,在此情况下,当/CS=0、WE=1时进行写操作,/CS=0、WE=0时进行读操作,其写时间与T3脉冲宽度一致。
实验时T3脉冲由“单步”命令键产生,其他电平控制信号由二进制开关模拟,其中/CE(存储器片选信号)为低电平有效,WE为写/读(W/R)控制信号,当WE=0时进行读操作、当WE=1时为写操作。
(2)实验步骤1、控制信号连接:位于实验装置右侧边缘的RAM片选端(/CE)、写/读线、(WE)、地址锁存信号(LDAR)与位于实验装置左上方的控制信号(/CE、WE、LDAR)之间对应相连接。
位于实验装置左上方CTR-OUT 的控制信号(/SW-B)与左下方INPUT-UNIT(/SW-B)对应相连接。
具体信号连接:/CW,WE,LDAR,/SW-B2、完成上述连接,仔细检查无误后方可进入本实验。
在闪动上的“P.”状态下按动增址命令键,使LED显示自左向右第一位显示提示符“H”,表示本装置已进入手动单元实验状态。
实验报告实验人:学号:日期: 2008.10.22 院(系):计算机系专业(班级):实验题目:存储器系统设计实验一. 实验目的1.了解存储器的组成结构,原理和读写控制方法2.了解主存储器工作过程中各信号的时序关系3.了解挂总线的逻辑器件的特征4.了解和掌握总线传送的逻辑实现方法二. 实验原理1.基本操作:读写操作读操作是从指定的存储单元读取信息的过程;写操作是将信息写入存储器指定的存储单元的过程2.读写操作过程首先要由地址总线给出地址信号,选择要进行读写操作的存储单元,然后,做写操作时,先从数据总线输入要存储在该单元的数据,通过控制总线发出相应的写使能和写控制信号,这时,数据保存在该单元中;做读操作时,只要通过总线发出相应的读控制信号。
该数据就出现在总线上了3. 总线传送计算机的工作过程,实际上也就是信息的传送和处理过程,而信息的传送在计算机里面频度极高,采用总线传送必不可少,它可减少传输线路、节省器件、提高传送能力和可靠性。
总线传送器件中大量使用的是三态门。
三态门(ST门)主要用在应用于多个门输出共享数据总线,为避免多个门输出同时占用数据总线,这些门的使能信号(EN)中只允许有一个为有效电平(如低电平),由于三态门的输出是推拉式的低阻输出,且不需接上拉(负载)电阻,所以开关速度比OC门快,常用三态门作为输出缓冲器。
其中74LS244是专用做挂总线用的三态门器件之一。
4.原理结构图图14.LPM_RAM_DQ介绍LPM_RAM_DQ是一个参数化RAM,有独立的输入和输出端口相关控制信号功能如下表:此外,需设置的相关参数为:LPM_WIDTH=8,LPM_WIDTHAD=8,LPM_NUMWORDS=256,INCLOCK=”Used”, OUTCLOCK=”Used”,LMP_OUTDATA=”REGISTERED”, LMP_INDATA=”REGISTERED”LPM_ADDRESS_CONTROL=”UN REGISTERED”三. 实验内容设计一个存储容量为256X8位可读写的存储器,规定:·CP-MAR(地址寄存器)为接受地址的控制信号,IN-DATA、OUT-DATA、为三态八缓冲器控制信号,其中IN-DATA控制数据是否输入到总线上,OUT-DATA控制数据是否输出到总线上;·RD为读RAM信号,WR为写RAM信号,WR-E为写使能信号。
计算机组成原理存储器实验报告一、实验目的本次实验的目的是通过实际操作,了解存储器的组成和工作原理,掌握存储器的读写操作。
二、实验原理存储器是计算机中的重要组成部分,用于存储程序和数据。
存储器按照存储介质的不同可以分为内存和外存,按照存储方式的不同可以分为随机存储器(RAM)和只读存储器(ROM)等。
本次实验使用的是随机存储器,随机存储器是一种易失性存储器,数据在断电后会丢失。
随机存储器按照存储单元的位数可以分为8位、16位、32位等,按照存储单元的数量可以分为256×8、512×16、1024×32等。
随机存储器的读写操作是通过地址线和数据线来实现的。
读操作时,CPU将要读取的地址通过地址线发送给存储器,存储器将该地址对应的数据通过数据线返回给CPU。
写操作时,CPU将要写入的数据通过数据线发送给存储器,存储器将该数据写入到对应的地址中。
三、实验器材1. 存储器芯片:AT24C022. 单片机:STC89C523. 电源、示波器、万用表等四、实验步骤1. 连接电路将AT24C02存储器芯片和STC89C52单片机按照电路图连接好,连接好电源和示波器等设备。
2. 编写程序编写程序,实现对AT24C02存储器的读写操作。
程序中需要设置存储器的地址和数据,以及读写操作的指令。
3. 烧录程序将编写好的程序通过编程器烧录到STC89C52单片机中。
4. 运行程序将电源接通,运行程序,观察示波器上的信号波形,检查读写操作是否正确。
五、实验结果经过实验,我们成功地实现了对AT24C02存储器的读写操作。
通过示波器观察到了地址线和数据线的信号波形,证明了程序的正确性。
六、实验总结通过本次实验,我们深入了解了存储器的组成和工作原理,掌握了存储器的读写操作。
同时,我们也学会了如何编写程序并将程序烧录到单片机中。
这些知识对于我们深入学习计算机组成原理和嵌入式系统开发都具有重要的意义。
计算机组成原理存储器实验报告一、实验目的本实验旨在通过实践了解存储器的基本原理和实现方式,掌握存储器的读写操作。
二、实验原理存储器是计算机中用于存储数据和程序的设备,其按照不同的存取方式可分为随机存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。
其中RAM是一种易失性存储器,其存储的数据会随着电源关闭而丢失;而ROM则是一种非易失性存储器,其存储的数据在电源关闭后仍能保持不变。
本实验使用的是一个8位RAM,其具有256个存储单元,每个存储单元可以存储8位数据。
RAM可以进行读写操作,读操作是将存储单元中的数据读取到CPU中,写操作是将CPU中的数据写入到存储单元中。
存储单元的地址是由地址线来控制的,本实验中使用的是8位地址线,因此可以寻址256个存储单元。
三、实验仪器本实验使用的主要仪器有:存储器板、八位开关、八位数码管、八位LED灯、地址选择开关和地址计数器等。
四、实验过程1. 准备工作:将存储器板与开发板进行连接,并将八位开关、八位数码管、八位LED灯、地址选择开关和地址计数器等连接到存储器板上。
2. 设置地址:使用地址选择开关来设置需要读写的存储单元的地址。
3. 写操作:将需要存储的数据通过八位开关输入到CPU中,然后将CPU中的数据通过写信号写入到存储单元中。
4. 读操作:将需要读取的存储单元的地址通过地址选择开关设置好,然后通过读信号将存储单元中的数据读取到CPU中。
5. 显示操作:使用八位数码管或八位LED灯来显示读取到的数据或写入的数据。
6. 重复上述操作,进行多次读写操作,观察存储器的读写效果和数据变化情况。
五、实验结果通过本次实验,我们成功地进行了存储器的读写操作,并观察到了存储器中数据的变化情况。
在实验过程中,我们发现存储器的读写速度非常快,可以满足计算机的高速运算需求。
同时,存储器的容量也非常大,可以存储大量的数据和程序,为计算机提供了强大的计算和存储能力。
六、实验总结本次实验通过实践掌握了存储器的基本原理和实现方式,了解了存储器的读写操作。
K10(ALU_BUS#)=0, K11(RAM_BUS#)=1,K12(LR/W#)=0, K14(LDAR#)=1,K13(CEL#)=0. 按QD按钮,将DBUS上的数据0FH写入AR指定的存储单元0FH.2.令K6(LDRi)=0, K8(RS_BUS#)=1, K9(SW_BUS#)=0, K10(ALU_BUS#)=1,K11(RAM_BUS#)=1, K13(CEL#)=1,K14(LDAR#)=0.置SW7-SW0=0F0H, 按QD 按钮, 将0F0H写入地址寄存器AR.淘宝店530213令K2(RD0)=1, K3(RD1)=0,K6(LDRi)=0, K7(LDDR1)=1,K8(RS_BUS#)=1, K9(SW_BUS#)=1,K10(ALU_BUS#)=0, K11(RAM_BUS#)=1,K14(LDAR#)=1, K13(CEL#)=1. 按QD按钮,将R1的数据送入DR1,DR1中的数据通路通过运算器和ALU_BUS三态门送入数据总线DBUS, DBUS应显示0F0H.令K6(LDRi)=0, K7(LDDR1)=0,K8(RS_BUS#)=1, K9(SW_BUS#)=1,K10(ALU_BUS#)=0, K11(RAM_BUS#)=1,K12(LR/W#)=0, K14(LDAR#)=1,K13(CEL#)=0. 按QD按钮,将DBUS上的数据0FH写入AR指定的存储单元0F0H.3.令K6(LDRi)=0,淘宝店530213 K8(RS_BUS#)=1,K9(SW_BUS#)=0, K10(ALU_BUS#)=1,K11(RAM_BUS#)=1, K13(CEL#)=1,K14(LDAR#)=0.置SW7-SW0=55H, 按QD按钮, 将55H写入地址寄存器AR.令K2(RD0)=0, K3(RD1)=1,K6(LDRi)=0, K7(LDDR1)=1,K8(RS_BUS#)=1, K9(SW_BUS#)=1,K10(ALU_BUS#)=0, K11(RAM_BUS#)=1,K14(LDAR#)=1, K13(CEL#)=1. 按QD按钮,将R2的数据送入DR1,DR1中的数据通路通过运算器和ALU_BUS三态门送入数据总线DBUS, DBUS应显示55H.令K6(LDRi)=0, K7(L淘宝店530213DDR1)=0, K8(RS_BUS#)=1,K9(SW_BUS#)=1, K10(ALU_BUS#)=0,K11(RAM_BUS#)=1, K12(LR/W#)=0,K14(LDAR#)=1, K13(CEL#)=0. 按QD按钮,将DBUS上的数据55H写入AR指定的存储单元55H.4.令K6(LDRi)=0, K8(RS_BUS#)=1,K9(SW_BUS#)=0, K10(ALU_BUS#)=1,K11(RAM_BUS#)=1,K13(CEL#)=1,K14(LDAR#)=0.置SW7-SW0=0AAH, 按QD按钮, 将0AAH写入地址寄存器AR.令K2(RD0)=1, K3(RD1)=1, K6(LDRi)=0, K7(LDDR1)=1, K8(RS_BUS#)=1,K9(SW_BUS#)=1, K10(ALU_BUS#)=0,K11(RAM_BUS#)=1, K14(LDAR#)=1,K13(CEL#)=1. 按QD按钮,将R3的数据送入DR1,DR1中的数据通路通过运算器和ALU_BUS三态门送入数据总线DBUS, DBUS应淘宝店530213显示0AAH.令K6(LDRi)=0, K7(LDDR1)=0,K8(RS_BUS#)=1, K9(SW_BUS#)=1,K10(ALU_BUS#)=0, K11(RAM_BUS#)=1,K12(LR/W#)=0, K14(LDAR#)=1,K13(CEL#)=0. 按QD按钮,将DBUS上的数据0AAH写入AR指定的存储单元0AAH.任务4:分别将RAM的0AAH单元数据写入R0,55H单元数据写入R1,0F0H单元数据写入R2,0FH单元数据写入R3.然后将R0-R3中的数据读出,验证数据的正确令K4(WR0)=0, K5(WR1)=0,K6(LDRi)=1, K8(RS_BUS#)=1,K9(SW_BUS#)=1, K10(ALU_BUS#)=1,K11(RAM_BUS#)=0, K12(LR/W#)=1,K13(CEL#)=0, K14(LDAR#)=1. 按QD按钮, 将AR指定的存储器地址0AAH单元的内容0AAH读出,然后写入寄存器R0.2.令K6(LDRi)=0, K8(RS_BUS#)=1, K9(SW_BUS#)=0, K10(ALU_BUS#)=1,K11(RAM_BUS#)=1, K13(CEL#)=1,K14(LDAR#)=0.置SW7-SW0=55H, 按QD按钮, 将55H写入地址寄存器AR.淘宝店530213令K4(WR0)=1, K5(WR1)=0,K6(LDRi)=1, K8(RS_BUS#)=1,K9(SW_BUS#)=1, K10(ALU_BUS#)=1,K11(RAM_BUS#)=0, K12(LR/W#)=1,K13(CEL#)=0, K14(LDAR#)=1. 按QD按钮, 将AR指定的存储器淘宝店530213地址55H单元的内容55H读出,然后写入寄存器R1.3.令K6(LDRi)=0, K8(RS_BUS#)=1, K9(SW_BUS#)=0, K10(ALU_BUS#)=1,K11(RAM_BUS#)=1, K13(CEL#)=1,K14(LDAR#)=0.置SW7-SW0=0F0H, 按QD按钮, 将0F0H写入地址寄存器AR.令K4(WR0)=0, K5(WR1)=1, K6(LDRi)=1, K8(RS_BUS#)=1, K9(SW_BUS#)=1,K10(ALU_BUS#)=1, K11(RAM_BUS#)=0,K12(LR/W#)=1, K13(CEL#)=0,K14(LDAR#)=1. 按QD按钮, 将AR指定的存储器地址0F0H单元的内容0F0H读出,然后写入寄存器R2.4.令K6(LDRi)=0, K8(RS_BU淘宝店530213S#)=1, K9(SW_BUS#)=0,K10(ALU_BUS#)=1, K11(RAM_BUS#)=1,K13(CEL#)=1, K14(LDAR#)=0.置SW7-SW0=0FH, 按QD按钮, 将0FH写入地址寄存器AR.令K4(WR0)=1, K5(WR1)=1,K6(LDRi)=1, K8(RS_BUS#)=1,K9(SW_BUS#)=1, K10(ALU_BUS#)=1,K11(RAM_BUS#)=0, K12(LR/W#)=1,K13(CEL#)=0, K14(LDAR#)=1. 按QD按钮, 将AR指定的存储器地址0FH单元的内容0FH读出,然后写入寄存器R3.任务5:校验结果1.令K0(RS0)=0, K1(RS1)=0,K6(LDRi)=0, K8(RS_BUS#)=0,K9(SW_BUS#)=1, K10(ALU_BUS#)=1,K11(RAM_BUS淘宝店530213#)=1,读出R0的内容在数据总线上.数据总线DBUS指示灯应为XX H.2.令K0(RS0)=1, K1(RS1)=0,K6(LDRi)=0, K8(RS_BUS#)=0,K9(SW_BUS#)=1, K10(ALU_BUS#)=1,K11(RAM_BUS#)=1,读出R1的内容在数据总线上.数据总线DBUS指示灯应为XX H.3.令K0(RS0)=0, K1(RS1)=1,K6(LDRi)=0, K8(RS_BUS#)=0,K9(SW_BUS#)=1, K10(ALU_BUS#)=1,K11(RAM_BUS#)=1,读出R2的内容在数据总线上.数据总线DBUS指示灯应为XX H.4.令K0(RS0)=1, K1(RS1)=1,K6(LDRi)=0, K8(RS_BUS#)=0,K9(SW_BUS#)=1, K10(ALU_BUS#)=1,K11(RAM_BUS#)=1,读出R3的内容在数据(3)实验任务4,预演、记录实淘宝店530213验过程数据,验证数。
双端口存储器原理
双端口存储器是一种具有两组相互独立读写控制电路的存储器,使得同一存储器能同时满足两个不同端口的同时访问。
每个端口都拥有独立的地址线、数据线和控制线,因此两个端口可以独立地进行读写操作,不会发生冲突。
当两个端口同时访问同一存储单元时,会发生读写冲突。
为了解决这个问题,双端口存储器引入了一个BUSY标志。
当一个端口正在进行读写
操作时,该端口的BUSY标志会被置为高电平,暂时关闭该端口的访问。
而当另一个端口需要访问时,判断逻辑会根据一定的规则决定哪个端口优先进行读写操作。
例如,可以根据地址匹配或片使能匹配等条件来决定。
此外,双端口存储器在逻辑结构上也有其特点。
例如,2K×16位双
端口存储器IDT7133的逻辑功能方框图演示了当两个端口的地址不相同时,可以在两个端口上进行读写操作,一定不会发生冲突。
每个端口都有自己的片选控制和输出驱动控制,使得每个端口可以独立地进行读写操作。
总的来说,双端口存储器通过引入独立的读写控制电路和BUSY标志
来解决读写冲突问题,并提供了更高的并行性和带宽,使得存储器的性能得到了显著提升。
1。
实验报告1实验名称运算器组成:实验微程序控制器方式和独立方式实验地点实验日期成绩实验目的1.熟悉逻辑测试笔的使用方法。
2.熟悉TEC-8 模型计算机的节拍脉冲T1、T2、T3;3.熟悉双端口通用寄存器组的读写操作;4.熟悉运算器的数据传送通路;5.验证74LS181 的加、减、与、或功能;6.按给定的数据,完成几种指定的算术、逻辑运算运算。
7.按照表中提供的功能自行验证其中几种即可。
(独立方式)实验原理1.1微程序控制器双端口寄存器组由1 片EPM7064(U40)(图2.2 中用虚线围起来的部上图标识出了本实验所用的运算器数据通路图。
参与运算的数据首先通过试验台操作板上的8个二进制数据开关SD7-SD0来设置,然后输入到双端口通用寄存器堆RF中。
双端口寄存器堆RF由1个ALTERA EPM 7064实现,功能相当于4个八位通用寄存器,用于保存参与运算的数据,运算后的结果也要送到双端口通用寄存器堆RF中保存。
双端口寄存器堆模块RF的控制信号中RD1、RD0用于选择送ALU的A端口(左端口)的通用寄存器。
RS1、RS0用于选择送ALU的B端口(右端口)的通用寄存器。
按图所示,将运算器模块与实验台操作板上的线路进行连接。
由于运算器模块内部的连线已经由印制电路板连接好,故接线任务仅仅是完成数据开关、控制信号模拟开关、与运算模块的外部连线。
特别注意:为了建立清楚的整机概念,培养严谨的科研能力,手工连线是绝对有必要的。
2.用开关K15-K0向通用寄存器堆RF内的R3-R0寄存器置数据。
然后读出R3-R0的数据,在数据总线DBUS上显示出来。
实验报告2双端口存储器实验电路图双端口RAM 电路由1 片IDT7132 及少许附加电路组成,存放程序和数据。
IDT7132 有2 个端口,一个称为左端口,一个称为右端口。
2 个端口各有独立的存储器地址线、数据线和3 个读、写控制信号: CE#、R/W#和OE#,可以同时对器件内部的同一存储体同时进行读、写。
曾国江—计算机组成原理实验报告 - 1 - 计算机组成原理课程实验报告
9.4双端口存储器实验
姓 名: 曾国江 学 号: 系 别: 计算机工程学院 班 级: 网络工程1班 指导老师: 完成时间:
评语:
得分: 曾国江—计算机组成原理实验报告
- 2 - 一、实验目的 (1)了解双端口静态随机存储器IDT7132的工作特性及使用方法。 (2)了解半导体存储器怎样存储和读出数据。 (3)了解双端口存储器怎样并行读写,产生冲突的情况如何。 二、实验电路
图9.6示出了双端口存储器的实验电路图。这里使用了一片IDT7132(U36)(2048×8位),两个端口的地址输入A8—A10引脚接地,因此实际使用存储容量为256字节。左端口的数据部分连接数据总线DBUS7—DBUS0,右端口的数据部分连接指令总线INS7—INS0。 存储器IDT7132有6个控制引脚:CEL#、LRW、OEL#、CER#、RRW、OER#。CEL#、曾国江—计算机组成原理实验报告 - 3 - LRW、OEL#控制左端口读、写操作,CER#、RRW、OER#控制右端口读、写操作。CEL#为左端口选择引脚,低有效。当CEL# =1 时,禁止左端口读、写操作;当CEL# =0 时,允许左端口读、写操作。当LRW为高时,左端口进行读操作;当LRW为低时,左端口进行写操作。当OEL#为低时,将左端口读出的数据放到数据总线DBUS上;当OEL#为高时,禁止左端口读出的数据放到数据总线DBUS上。CER#、RRW、OER#控制右端口读、写操作的方式与CEL#、LRW、OER#控制左端口读、写操作的方式类似,不过右端口读出的数据放到指令总线上而不是数据总线上。实验台上的OEL#由LRW经反相产生。当CEL#=0且LRW=1时,左端口进行读操作,同时将读出的数据放到数据总线DBUS上。当CER#=0且LRW=0时,在T3的上升沿开始进行写操作,将数据总线上的数据写入存储器。实验台上已连接T3到时序发生器的T3输出。实验台上OER#已固定接地,RRW固定接高电平,CER#由CER反相产生,因此当CER=1且LDIR=1时,右端口读出的指令在T4的上升沿打入IR寄存器。 存储器的地址由地址寄存器AR1、AR2提供,而AR1和AR2的内容根据数码开关SW0—SW7设置产生,并经三态门SW_BUS发送到数据总线时被AR1或AR2接收, 三态门的控制信号SW_BUS#是低电平有效。数据总线DBUS有5个数据来源:运算器ALU,寄存器堆RF,控制台开关SW0—SW7,双端口存储器IDT7132和中断地址寄存器IAR。在任何时刻,都不允许2个或者2个以上的数据源同时向数据总线DBUS输送数据,只允许1个(或者没有)数据源向数据总线DBUS输送数据。在本实验中,为了保证数据的正确设置和观察,请令RS_BUS# = 1, ALU_BUS = 0, IAR_BUS# = 1。AR1的控制信号是LDAR1和AR1_INC。当LDAR1 = 1时,AR1从DBUS接收地址;当AR1_INC =1时,使AR1中的存储器地址增加1;在T4的上升沿,产生新的地址;LDAR1和AR1_INC两者不可同时为1。AR2的控制信号是LDAR2和M3。当M3 =1 时,AR2从数据总线DBUS接收数据;当M3=0 时,AR2以PC总线PC0—PC7作为数据来源。当LDAR2=1时,在T2的下降沿,将新的PC值打入AR2。
三、实验设备 (1)TEC-4计算机组成原理实验系统1台 (2)双踪示波器一台 (3)逻辑测试笔一支 曾国江—计算机组成原理实验报告 - 4 - 四、实验任务 (1)按图7所示,将有关控制信号和二进制开关对应接好,仔细复查一遍,然后接通电源。 (2)将数码开关SW0—SW7(SW0是最低位)设置为00H,将此数据作为地址置入AR1;然后重新设置二进制开关控制,将数码开关SW0—SW7上的数00H写入RAM第0号单元。依此方法,在存储器10H单元写入数据10H,20H单元写入20H,30H单元写入30H,40H号单元写入40H。共存入5个数据。 (3)使用双端口存储器的左端口,依次读出存储器第00H、10H、20H、30H、40H单元中的内容,观察上述各单元中的内容是否与该单元的地址号相同。请记录数据。注意:总线上禁止两个以上部件同时向总线输出数据。当存储器进行读出操作时,必须关闭SW_BUS三态门!而当向AR1送入地址时,双端口存储器不能被选中。 (4)通过双端口存储器右端口(指令端口),依次把存储器第00H、10H、20H、30H、40H单元中的内容置入指令寄存器IR,观察结果是否与(2)相同,并记录数据。 (5)双端口存储器的并行读写和访问冲突测试。 置CEL#=0且CER=1,使存储器左、右端口同时被选中。当AR1和AR2的地址不相同时,没有访问冲突;地址相同时,由于都是读出操作,也不冲突。如果左、右端口地址相同且一个进行读操作、另一个进行写操作,则发生冲突。要检测冲突,可以用示波器测试BUSYL和BUSYR插孔(分别是两个端口的“忙”信号输出)。BUSY为0时不一定发生冲突,但发生冲突时,BUSY一定为0。当某一个端口(无论是左端口还是右端口)的BUSY = 0时,对该端口的写操作被IDT7132忽略掉。
五、实验要求 (1)做好实验预习,掌握IDT7132双端口存储器的功能特性和使用方法。 (2)写出实验报告,内容: 1、实验目的 2、实验任务的数据表格,检测结果。 3、可讨论的其他问题。 曾国江—计算机组成原理实验报告 - 5 - 六、实验步骤和实验结果 实验步骤(一)——将数据存储到双端口存储器的左端口中 将数据输入到双端口存储器的连线和控制开关的设置如下: 选中一个AR地址的操作步骤: 拨动SW7-SW0开关,设置AR的第一个地址00H,连线和数据开关设置如下所示:
打开电源开关,按下QD按钮 将数据输入到指定AR地址的步骤: 将数据00H写到AR的地址00H中,控制银角的连线如下: 数据通路 LDAR# SW-BUS# CEL# LR/W# RAM-BUS# AR+1 电平开关 K0 K1 K2 K3 K4 GND 电平 1 0 0 0 1 0
拨动SW7-SW0开关,设置输入的数据00H,如下所示: SW7 SW6 SW5 SW4 SW3 SW2 SW1 SW0 0 0 0 0 0 0 0 0 按下QD按钮,数据00H输入到了地址00H DBUS观察情况: 0000 0000
同理,将数据10H、20H、30H、40H按实验步骤(一)分别存储到地址为10H、20H、30H、40H中,它们的DBUS观察情况分别为:0001 0000、0010 0000、0011 0000、0100
数据通路 LDAR# SW-BUS# CEL# LR/W# RAM-BUS# AR+1 电平开关 K0 K1 K2 K3 K4 GND 电平 0 0 1 0 1 0
SW7 SW6 SW5 SW4 SW3 SW2 SW1 SW0 0 0 0 0 0 0 0 0 曾国江—计算机组成原理实验报告
- 6 - 0000
实验步骤(二)——从双端口存储器的左端口中读取数据 1、选择要读取的数据所在的地址,拨动数据通路开关: 数据通路 LDAR# SW-BUS# CEL# LR/W# RAM-BUS# AR+1 电平开关 K0 K1 K2 K3 K4 GND 电平 1 1 0 1 0 0
① 选取00H地址,SW7~SW0开关设置如下: SW7 SW6 SW5 SW4 SW3 SW2 SW1 SW0 0 0 0 0 0 0 0 0 按动QD
在00H地址中进行数据的读操作,拨动数据通路开关如下: 数据通路 LDAR# SW-BUS# CEL# LR/W# RAM-BUS# AR+1 电平开关 K0 K1 K2 K3 K4 GND 电平 1 1 0 1 0 0 按动QD DBUS显示情况: 0000 0000
2、选择要读取的数据所在的地址,拨动数据通路开关: 数据通路 LDAR# SW-BUS# CEL# LR/W# RAM-BUS# AR+1 电平开关 K0 K1 K2 K3 K4 GND 电平 1 1 0 1 0 0
② 选取10H地址,SW7~SW0开关设置如下: SW7 SW6 SW5 SW4 SW3 SW2 SW1 SW0 0 0 0 1 0 0 0 0 按动QD 曾国江—计算机组成原理实验报告 - 7 - 在10H地址中进行数据的读操作,拨动数据通路开关如下: 数据通路 LDAR# SW-BUS# CEL# LR/W# RAM-BUS# AR+1 电平开关 K0 K1 K2 K3 K4 GND 电平 1 1 0 1 0 0 按动QD DBUS显示情况: 0001 0000
3、选择要读取的数据所在的地址,拨动数据通路开关: 数据通路 LDAR# SW-BUS# CEL# LR/W# RAM-BUS# AR+1 电平开关 K0 K1 K2 K3 K4 GND 电平 1 1 0 1 0 0
③ 选取20H地址,开关设置如下: SW7 SW6 SW5 SW4 SW3 SW2 SW1 SW0 0 0 1 0 0 0 0 0 按动QD 在20H地址中进行数据的读操作,拨动数据通路开关如下: 数据通路 LDAR# SW-BUS# CEL# LR/W# RAM-BUS# AR+1 电平开关 K0 K1 K2 K3 K4 GND 电平 1 1 0 1 0 0 按动QD DBUS显示情况: 0010 0000
4、选择要读取的数据所在的地址,拨动数据通路开关: 数据通路 LDAR# SW-BUS# CEL# LR/W# RAM-BUS# AR+1 电平开关 K0 K1 K2 K3 K4 GND