計算機組成原理雙端口存儲器實驗報告

2023年12月30日發(fā)(作者：今天和明天)

計算機組成原理實驗報告

實驗名稱 雙端口存儲器實驗 專業(yè) 軟件工程 學(xué)院 計算機與軟件學(xué)院

姓名 徐振興 班級 （2） 學(xué)號 2 指導(dǎo)老師 任勇軍

實驗日期 2013.5.24 得分

一、 實驗類別

原理性+分析性

二、 實驗?zāi)康?

⑵ 了解雙端口靜態(tài)存儲器IDT7132的工作特性及其使用方法；

⑵了解半導(dǎo)體存儲器怎樣存儲和讀取數(shù)據(jù)；

⑶了解雙端口存儲器怎樣并行讀寫；

⑷熟悉TEC-8模型計算機中存儲器部分的數(shù)據(jù)通路。

三、 實驗設(shè)備

⑴ TEC-8 實驗系統(tǒng)1臺 ⑵ 雙蹤示波器1臺

⑵ 直流萬用表1塊 ⑷邏輯測試筆（在TEC-8 實驗臺上） 1 支

四、 實驗電路

雙端口RAM 電路 由1 片IDT7132 及少許附加電路組成，存放程序和數(shù)據(jù)。IDT7132

有2 個端口，一個稱為左端口，一個稱為右端口。2 個端口各有獨立的存儲器地址線、數(shù)據(jù)線和3 個讀、寫控制信號： CE#、R/W#和OE#，可以同時對器件內(nèi)部的同一存儲體同時進行讀、寫。IDT7132 容量為2048 字節(jié)，TEC-8 實驗系統(tǒng)只使用64 字節(jié)。

在TEC-8 實驗系統(tǒng)中，左端口配置成讀、寫端口，用于程序的初始裝入操作，從存儲器中取數(shù)到數(shù)據(jù)總線DBUS，將數(shù)據(jù)總線DBUS 上的數(shù)寫入存儲器。當(dāng)信號MEMW 為1 時，在T2 為1 時，將數(shù)據(jù)總線DBUS 上的數(shù)D7～D0 寫入AR7～AR0 指定的存儲單元；當(dāng)MBUS 信號為1 時，AR7～AR0 指定的存儲單元的數(shù)送數(shù)據(jù)總線DBUS。右端口設(shè)置成只讀方式，從PC7～PC0 指定的存儲單元讀出指令I(lǐng)NS7～INS0，送往指令寄存器IR。

程序計數(shù)器PC 由2 片GAL22V10（U53 和U54）組成。向雙端口RAM 的右端口提供存儲器地址。當(dāng)復(fù)位信號CLR#為0 時，程序計數(shù)器復(fù)位，PC7～PC0 為00H。當(dāng)信號LPC 為1 時， 在T3 的上升沿，將數(shù)據(jù)總線DBUS 上的數(shù)D7～D0 寫入PC。當(dāng)信號PCINC

為1 時，在T3 的上升沿，完成PC 加1。當(dāng)PCADD 信號為1 時，PC 和IR 中的轉(zhuǎn)移偏量（IR3～IR0）相加，在T3 的上升沿，將相加得到的和寫入PC 程序計數(shù)器。

地址寄存器AR 由1 片GAL22V10（U58）組成，向雙端口RAM 的左端口提供存儲器地址AR7～AR0。當(dāng)復(fù)位信號CLR#為0 時，地址寄存器復(fù)位，AR7～AR0 為00H。當(dāng)信號LAR 為1 時，在T3 的上升沿，將數(shù)據(jù)總線DBUS 上的數(shù)D7～D0 寫入AR。當(dāng)信號ARINC 為1 時，在T3 的上升沿，完成AR 加1。

指令寄存器IR是1片74273（U47），用于保存指令。當(dāng)信號LIR為1時，在T3的上升沿，將從雙端口RAM右端口讀出的指令I(lǐng)NS7～INS0寫入指令寄存器IR。

數(shù)據(jù)開關(guān)SD7～SD0用于設(shè)臵雙端口RAM的地址和數(shù)據(jù)。當(dāng)信號SBUS為1時，數(shù)SD7～SD0送往數(shù)據(jù)總線DBUS。

本實驗中用到的信號歸納如下：

MBUS 當(dāng)它為1時，將雙端口RAM的左端口數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)總線DBUS。

MEMW 當(dāng)它為1時，在T2為1期間將數(shù)據(jù)總線DBUS上的D7～D0寫入雙端口RAM 寫入的存儲器單元由AR7～AR0指定。

LIR 當(dāng)它為1時，在T3的上升沿將從雙端口RAM的右端口讀出的指令I(lǐng)NS7～ INS0寫入指令寄存器IR。讀出的存儲器單元由PC7～PC0指定。

LPC 當(dāng)它為1時，在T3的上升沿，將數(shù)據(jù)總線DBUS上的D7～D0寫入程序計 數(shù)器PC。

PCINC 當(dāng)它為1時，在T3的上升沿PC加1。

LAR 當(dāng)它為1時，在T3的上升沿，將數(shù)據(jù)總線DBUS上的D7～D0寫入地址寄 存器AR。

ARINC 當(dāng)它為1時，在T3的上升沿，AR加1。

SBUS 當(dāng)它為1時，數(shù)據(jù)開關(guān)SD7～SD0的數(shù)送數(shù)據(jù)總線DBUS。

AR7～AR0 雙端口RAM左端口存儲器地址。

PC7～PC0 雙端口RAM右端口存儲器地址。

INS7～INS0 從雙端口RAM右端口讀出的指令，本實驗中作為數(shù)據(jù)使用。

D7~D0 數(shù)據(jù)總線DBUS上的數(shù)。

上述信號都有對應(yīng)的指示燈。當(dāng)指示燈燈亮?xí)r，表示對應(yīng)的信號為1；當(dāng)指示燈不亮?xí)r，對應(yīng)的信號為0。實驗過程中，對每一個實驗步驟，都要記錄上述信號（可以不紀錄SETCTL）的值。另外μA5～μA0指示燈指示當(dāng)前微地址。

五、實驗任務(wù)

1．從存儲器地址10H開始，通過左端口連續(xù)向雙端口RAM中寫入3個數(shù)：85H，60H，38H。在寫的過程中，在右端口檢測寫的數(shù)據(jù)是否正確。

2．從存儲器地址10H開始，連續(xù)從雙端口RAM的左端口和右端口同時讀出存儲器的內(nèi)容。

六、實驗步驟

1．實驗準備

將控制器轉(zhuǎn)換開關(guān)撥到微程序位臵，將編程開關(guān)設(shè)臵為正常位臵。打開電源。

2．進行存儲器讀、寫實驗

⑴設(shè)臵存儲器讀、寫實驗?zāi)Ｊ?

按復(fù)位按鈕CLR，使TEC-8實驗系統(tǒng)復(fù)位。指示燈μA5～μA0顯示00H。將操作模式開關(guān)設(shè)臵為SWC=1、SWB=1、SWA=0，準備進入雙端口存儲器實驗。

按一次QD按鈕，進入存儲器讀、寫實驗。

⑵設(shè)置存儲器地址

指示燈μA5～μA0顯示0DH。在數(shù)據(jù)開關(guān)SD7～SD0上設(shè)臵地址10H。在數(shù)據(jù)總線DBUS

指示燈D7～D0上可以看到地址設(shè)臵的正確不正確，發(fā)現(xiàn)錯誤需及時改正。設(shè)臵地址正確后，按一次QD按鈕，將SD7～SD0上的地址寫入地址寄存器AR（左端口存儲器地址）和程序計數(shù)器PC（右端口存儲器地址），進入下一步。

⑶寫入第1個數(shù)

指示燈μA5～μA0顯示1AH。指示燈AR7～AR0（左端口地址）顯示10H，指示燈PC7～PC0（右端口地址）顯示10H。在數(shù)據(jù)開關(guān)SD7～SD0上設(shè)臵寫入存儲器的第1個數(shù)85H。按一次QD按鈕，將數(shù)85H通過左端口寫入由AR7～AR0指定的存儲器單元10H。

⑷寫入第2個數(shù)

指示燈μA5～μA0顯示1BH。指示燈AR7～AR0（左端口地址）顯示11H，指示燈PC7～PC0（右端口地址）顯示10H。觀測指示燈INS7～INS0的值，它是通過右端口讀出的由右地址PC7～PC0指定的存儲器單元10H的值。比較和通過左端口寫入的數(shù)是否相同。在數(shù)據(jù)開關(guān)SD7～SD0上設(shè)臵寫入存儲器的第2個數(shù)60H。按一次QD按鈕，將第2個數(shù)通過左端口寫

入由AR7～AR0指定的存儲器單元11H。

⑸寫入第3個數(shù)

指示燈μA5～μA0顯示1CH。指示燈AR7～AR0（左端口地址）顯示12H，指示燈PC7～PC0（右端口地址）顯示11H。觀測指示燈INS7～INS0的值，它是通過右端口讀出的由右地址PC7～PC0指定的存儲器單元11H的值。比較和通過左端口寫入的數(shù)是否相同。在數(shù)據(jù)開關(guān)SD7～SD0上設(shè)臵寫入存儲器的第3個數(shù)38H。按一次QD按鈕，將第3個數(shù)通過左端口寫入由AR7～AR0指定的存儲器單元12H。

⑹重新設(shè)臵存儲器地址

指示燈μA5～μA0顯示1DH。指示燈AR7～AR0（左端口地址）顯示13H，指示燈PC7～PC0（右端口地址）顯示12H。觀測指示燈INS7～INS0的值，它是通過右端口讀出的由右地址PC7～PC0指定的存儲器單元12H的值。比較和通過左端口寫入的數(shù)是否相同。在數(shù)據(jù)開關(guān)SD7～SD0重新設(shè)臵存儲器地址10H。按一次QD按鈕，將SD7～SD0上的地址寫入地址寄存器AR（左端口存儲器地址）和程序計數(shù)器PC（右端口存儲器地址），進入下一步。

⑺左、右兩2個端口同時顯示同一個存儲器單元的內(nèi)容。

指示燈μA5～μA0顯示1FH。指示燈AR7～AR0（左端口地址）顯示10H，指示燈PC7～PC0（右端口地址）顯示10H。觀測指示燈INS7～INS0的值，它是通過右端口讀出的由右地址PC7～PC0指定的存儲器單元10H的值。觀測指示燈D7～D0的值，它是從左端口讀出的由AR7～AR0指定的存儲器單元10H的值。

按一次QD按鈕，地址寄存器AR加1，程序計數(shù)器PC加1，在指示燈D7～D0和指示燈INS7～INS0上觀測存儲器的內(nèi)容。繼續(xù)按QD按鈕，直到存儲器地址AR7～AR0為12H為止。

七、實驗要求

1．做好實驗預(yù)習(xí)，掌握雙端口存儲器的使用方法和TEC-8模型計算機存儲器部分的數(shù)據(jù)通路。

2．寫出實驗報告，內(nèi)容是： ⑴實驗?zāi)康摹?⑵根據(jù)實驗結(jié)果填寫表2.1。

表2.1 雙端口存儲器實驗結(jié)果表

實驗數(shù)據(jù)

左端口存右端口寫儲器地址 入數(shù)據(jù)

10H

11H

12H

85H

60H

38H

第一次從右端口讀數(shù)

實驗結(jié)果

同時讀出時的結(jié)果

右端口存讀出的數(shù) 左端口存讀出的數(shù) 右端口存讀出的數(shù)

儲器地址 儲器地址 儲器地址

10H

11H

12H

85H

60H

38H

10H

10H

10H

60H

38H

00H

10H

10H

10H

60H

38H

38H

八、實驗心得

初步了解了雙端口靜態(tài)存儲器的工作特性及其使用方法，了解了雙端口存儲器并行讀寫方式