系统总线-实验报告

计算机科学与技术系实验报告专业名称计算机科学与技术课程名称计算机组成与结构项目名称具有基本输入输出功能的总线接口实验班级学号姓名同组人员无实验日期2015-10-24一、实验目的1.理解总线的概念及其特性；2.掌握控制总线的功能和应用。二、实验逻辑原理图与分析2.1实验逻辑原理图及分析由于存储器和输入、输出设备最终是要挂接到外部总线上，所以需要外部总线提供数据信号、地址信号以及控制信号。在该实验平台中，外部总线分为数据总线、地址总线和控制总线，分别为外设提供上述信号。外部总线和CPU内总线之间通过三态门连接，同时实现了内外总线的分离和对数据流向的控制。地址总线可以为外部设备提供地址信号和片选信号。由地址总线的高位进行译码，系统的I/O地址空间被分为四个区，如图所示：A1B1A2B1G1NG2NGNDY10NY11NY12NY13NY20NY21NY22NY23NIOY1IOY0IOY3IOY2A6A7I/O地址译码原理图为了实现对于MEM和外设的读写操作，还需要一个读写控制逻辑，使得CPU能控制MEM和I/O设备的读写，实验中的读写控制逻辑如下图所示：XMRDXIORXIOWXMWRRDIOMWET3读写控制逻辑三、数据通路图及分析(画出数据通路图并作出分析)在理解读写控制逻辑的基础上设计一个总线传输的实验。实验所用总线传输实验框图如下图所示，它将几种不同的设备挂至总线上，有存储器、输入设备、输出设备、寄存器。这些设备都需要有三态输出控制，按照传输要求恰当有序的控制它们，就可实现总线信息传输。数据输入开关地址寄存器AR数码管显示LED寄存器RAMRO寄存器IN-BRDLDARCSW&RLED-BWRRO-BLDRO总线传输实验框图分析：①输入设备将一个数打入RO寄存器；②输入设备将另一个数打入地址寄存器；③将RO寄存器中的数写入到当前地址的寄存器中；④将当前地址的寄存器中的数用LED数码管显示。四、实验数据和结果分析4.1实验结果数据如图所示⑴输入设备将11H打入RO寄存器⑵将RO中的数据11H打入寄存器01H单元⑶将当前地址的存储器中的数写入到RO寄存器中⑷将RO寄存器中的数用LED数码管显示4.2结果数据分析首先IN单元置00010001，K7，K6都置为1，WR/RD/IOM为011且LDAR置为0，将IN单元中的数写入RO中；接着将IN单元置00000001，K7为1，K6为0，WR/RD/IOM为011且LDAR置为1，将IN单元中的数写入AR中；紧接着将K7、K6都置为0，WR/RD/IOM为100且LDAR置为0，将RO中的数写入MEM中；然后将IN单元置00000001，K7为1，K6为0，WR/RD/IOM为011且LDAR置为1，将IN单元中的数写入AR中；接着将K7、K6都置为1，WR/RD/IOM为010且LDAR置为0，将MEM中的数写入RO中；最后将K7、K6都置为0，WR/RD/IOM为101且LDAR置为0，将RO中的数写入OUT中,操作结束。五、实验问题分析、思考题与小结5.1实验问题分析实验要完整无错误的进行，首先要确保实验接线图连线的正确性才能确保在进行实验时数据通路流向以及数据的的正确性，这样才能到达实验的目的；在进行实验过程中需要理解每一步骤的原因，也加强自己的理解性和掌握程度；在实验过程中活树会遇到线路正确但数据错误，这能很有可能是自己连接线路有问题，所以在连接线路上一定要保证每条线是否正确。5.2思考题⑴IN_B=1、LDRO=1实现了什么数据通路？答：实现了IN单元到RO寄存器的数据通路。⑵如何实现IN单元的数据开关-BUS-AR-M的数据通路？答：K7为1，K6为0，WR/RD/IOM为011且LDAR置为1，将IN单元中的数写入AR中。⑶如何实现RO-BUS-M(00100000B)的数据通路？答：将IN单元置为00100000，K7置为1，K6置为0；WR/RD/IOM为011，LDAR置为1,对IN单元进行读操作级即将数据总线的数20H打入到地址寄存器AR中；再将将K7、K6都置为0，WR/RD/IOM为100且LDAR置为0，将RO中的数写入MEM中即对存储器进行写操作。⑷如何实现M-BUS-LED的数据通路？答：接着将K7、K6都置为1，WR/RD/IOM为010且LDAR置为0，将MEM中的数写入RO中；最后将K7、K6都置为0，WR/RD/IOM为101且LDAR置为0，将RO中的数写入OUT中。⑸IN_B、LDRO、W/R、CS、LED_B、W/R(LED)是什么？答：N_B：IN单元的输入开关；LDR0：控制K6即控制RO寄存器的输入开关；W/R：写或者读输入控制；CS：片选输入；LED_B:OUT单元的输出控制；W/R(LED)：LED显示的写或者读的输入控制。⑹存放操作数的内存地址是多少？答：内存地址：00000001。5.3小结在本次实验中，由刚开始的迷茫到最后的知其然知其所以然，这是我的最大收获。刚开始可能是因为第一次接触这方面的东西，所以不是很理解，对一些设备很陌生，担心自己很难掌握这些知识点，后来随着做实验次数的增多，不懂的也慢慢理解了，难怪别人都说计算机组成原理不懂的通过做实验也就明白了。当然，在学习实验之前，预习是一定要的，这样更能掌握实验的主要部分，以及操作流程，也能让自己很快的上手，达到老师布置给我们的任务。相信在接下来的实验中自己学到的东西会越来越多，收获也成正比例增加。得分（百分制）实验报告分析评价课程名称计算机组成与结构班级实验名称具有基本输入输出功能的总线接口实验时间2015-10-24实验报告情况分析：实验报告分为五大部分：实验目的；实验逻辑原理图与分析；数据通路图及分析；实验数据和结果分析；实验问题分析、思考题与小结。其主要核心部分在第四节：实验数据和结果分析，包含了实验的操作流程及数据的结果分析。当然，其他部分也介绍了实验目的，原理及实验步骤，并且加了一些原理图使其更好地理解。在实验报告最后还添加了实验问题分析、思考题与小结部分，介绍了在实验过程中自己遇到的问题及注意事项；思考题则是考察自己对本实验的掌握情况等问题。经验总结及进一步改进措施：在本次实验中，由刚开始的迷茫到最后的知其然知其所以然，这是我的最大收获。刚开始可能是因为第一次接触这方面的东西，所以不是很理解，对一些设备很陌生，担心自己很难掌握这些知识点，后来随着做实验次数的增多，不懂的也慢慢理解了，难怪别人都说计算机组成原理不懂的通过做实验也就明白了。当然，在学习实验之前，预习是一定要的，这样更能掌握实验的主要部分，以及操作流程，也能让自己很快的上手，达到老师布置给我们的任务。