计算机组成原理实验五-存储器读写实验

实验五存储器读写实验一、实验目的1.掌握存储器的工作特性。2.数学静态存储器的操作过程，验证存储器的读写方法。二、实验原理存储器是计算机的主要部件，用来保存程序和数据。从工作方式上分类，存储器可分成易失性和非易失性存储器，易失性存储器中的数据在关电后将不复存在，非易失性储器又可分为动态存储器和静态存储器，动态存储器保存信息的时间只有2ms，工作时需要不断更新，既不断刷新数据；静态存储器只要不断电，信息是不会丢失的。为简单起见，计算机组成实验用的是容量为2K的镜头存储器6116。1.静态存储器芯片6116的逻辑功能6116是一种数据宽度为8位（8个二进制位），容量为2048字节的态存储器芯片，封在24引脚的封装中，封装型式如图2-7所示。6116芯片有8根双向三态数据线D7-D0，所谓三态是指输入状态、输出状态和高阻状态，高阻状态数据线处于一种特殊的“断开”状态；11根地址线A10-A0，指示芯片内部2048个存储单元号；3根控制线片选控制信号，低电平时，芯片可进行读写操作，高电平时，芯片保存信息不能进行读写；为写入控制信号，低电平时，把数据线上的信息存入地址线A10-A0指示的存储单元中；为输出使能控制信号，低电平时，把地址线A10-A0指示的存储单元中的数据读出送到数据线上。芯片控制信号逻辑功能见表2-9。芯片状态控制信号状态D0-D7数据状态CS保持1××高阻抗保持011高阻抗读出0106116→总线写入001总线→6116无效000表2-96116芯片控制信号逻辑功能表图2-7存储器部件电路图2.存储器实验单元电力路因为在计算机组成原理实验中仅用了256个存储单元，所以6116芯片的三根地址线A11-A8接地也没有多片联用问题，片选信号接地使芯片总是处于被选中状态。芯片的WE和信号分别连接实验台的存储器写信号和存储器读写信号，存储器实验单元逻辑电路如图2-7所示。这种简化了控制过程的实验电路可方便实验进行，存储器实验单元电路控制信号逻辑功能见表2-10。芯片状态控制信号状态D0-D7数据状态M−R保持11高阻抗读出016116→总线写入10总线→6116无效00报警表2-10存储器实验单元电路控制信号逻辑功能表3.存储器实验电路存储器读/写实验需呀三部分电路共同完成：存储器单元（MEMUNIT）、地址寄存器单元（ADDRESSUNIT）和输入、输出单元（INPUT/OUTPUTUNIT）。存储器单元以6116总线上的数据送入地址寄存器，向存储器单元电路提供地址信息，输入、输出单元作用与以前相同。存储器实验的逻辑原理如图2-8所示。图2-8存储器实验电路逻辑图三、实验过程1.连线（1）连接实验一（输入、输出实验）的全部连线。（2）按实验逻辑原理图连接、两根信号低电平有效信号线。（3）连接A7-A08根地址线。（4）连接B-AR正脉冲有效信号线。2.顺序写入存储单元实验操作过程（1）把B-AR控制开关拨到0（因此信号是正脉冲有效），把其他控制开关全部拨到1，使全部控制信号都处于无效状态。（2）在输入数据开关上拨一个地址数据（如00000001，即16进制01H），拨下IO−R开关，把地址数据送总线。（3）拨动一下B-AR开关，实现“0-1-0”，产生一个正脉冲，把地址数据送地址寄存器（AR）保存。（4）在输入数据开关上拨一个实验数据（如10000000，即16进制数80H），拨下控制开关，把实验数据送到总线。（5）拨动控制开关，即实现“0-1-0”，产生一个负脉冲，把实验数据存入存储器的01H号单元。（6）按表2-11所示的地址数据和实验数据，重复上面（1）（2）（3）（4）（5）5个步骤，顺序在存储器单元中存放不同的实验数据。地址单元实验数据01H80H02H40H03H20H04H10H05H08H36H55H表2-11推荐的典型实验数3.顺序读出存储单元实验操作过程（1）在输入数据开关上拨一个地址数据（如00000001，即16进制数01H），拨下开关把地址数据送地址总线。（2）拨动一下B-AR开关，即实现“0-1-0”，产生一个正脉冲，把地址数据送地址寄存器（AR）保存。（3）把IO−R开关拨上，切断输入开关与总线的联系。（4）拨下控制开关，把实验数据从存储器的01H好单元读出送总线，验证实验数据是否与表2-11中的内容相符合。（5）拨动开关，即实现“0-1-0”,产生一个负脉冲，把从存储器读出的实验数据从总线送出显示电路L7-L0。（6）拨上控制开关，使存储器处于保持状态。（7）重复上面的（1）-（6）6个步骤，按顺序从地址01H-05H的存储器单元中读出的实验数据送输出显示电路L7-L0，验证读出数据与表2-11中的内容是否相符。4.随机读出存储器单元实验操作过程重复上面（1）-（6）6个步骤，分别从地址36H，25H,03H3个不连续的存储器单元中读出数据，验证实验数据是否与表2-11中的内容相符合，注意地址25H这个存储单元中没有写入过实验数据，读出的内容应是随机值。四、结果与总结实验结果记录：地址写入数据读出数据结果说明01H80H10000000一致02H40H01000000一致03H20H00100000一致04H10H00010000一致05H08H00001000一致25H不写存储器00100101读数是随机的36H55H01010101一致0A0H写总线悬空时的数据11111111总结：通过此次实验我初步学习了解了存储器的工作特性，也熟悉了静态存储器的操作过程，进一步也验证了存储器的读写方法。之前只是在书本上学习存储器读写的操作，现在通过操作自己亲身体会了这个过程，使我们更加理解了存储器读写过程。