计算机组成原理双端口存储器实验报告

2023年12月30日发(作者：今天和明天)

计算机组成原理实验报告

实验名称 双端口存储器实验 专业 软件工程 学院 计算机与软件学院

姓名 徐振兴 班级 （2） 学号 2 指导老师 任勇军

实验日期 2013.5.24 得分

一、 实验类别

原理性+分析性

二、 实验目的

⑵ 了解双端口静态存储器IDT7132的工作特性及其使用方法；

⑵了解半导体存储器怎样存储和读取数据；

⑶了解双端口存储器怎样并行读写；

⑷熟悉TEC-8模型计算机中存储器部分的数据通路。

三、 实验设备

⑴ TEC-8 实验系统1台 ⑵ 双踪示波器1台

⑵ 直流万用表1块 ⑷逻辑测试笔（在TEC-8 实验台上） 1 支

四、 实验电路

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。IDT7132 容量为2048 字节，TEC-8 实验系统只使用64 字节。

在TEC-8 实验系统中，左端口配置成读、写端口，用于程序的初始装入操作，从存储器中取数到数据总线DBUS，将数据总线DBUS 上的数写入存储器。当信号MEMW 为1 时，在T2 为1 时，将数据总线DBUS 上的数D7～D0 写入AR7～AR0 指定的存储单元；当MBUS 信号为1 时，AR7～AR0 指定的存储单元的数送数据总线DBUS。右端口设置成只读方式，从PC7～PC0 指定的存储单元读出指令INS7～INS0，送往指令寄存器IR。

程序计数器PC 由2 片GAL22V10（U53 和U54）组成。向双端口RAM 的右端口提供存储器地址。当复位信号CLR#为0 时，程序计数器复位，PC7～PC0 为00H。当信号LPC 为1 时， 在T3 的上升沿，将数据总线DBUS 上的数D7～D0 写入PC。当信号PCINC

为1 时，在T3 的上升沿，完成PC 加1。当PCADD 信号为1 时，PC 和IR 中的转移偏量（IR3～IR0）相加，在T3 的上升沿，将相加得到的和写入PC 程序计数器。

地址寄存器AR 由1 片GAL22V10（U58）组成，向双端口RAM 的左端口提供存储器地址AR7～AR0。当复位信号CLR#为0 时，地址寄存器复位，AR7～AR0 为00H。当信号LAR 为1 时，在T3 的上升沿，将数据总线DBUS 上的数D7～D0 写入AR。当信号ARINC 为1 时，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。当信号LIR为1时，在T3的上升沿，将从双端口RAM右端口读出的指令INS7～INS0写入指令寄存器IR。

数据开关SD7～SD0用于设臵双端口RAM的地址和数据。当信号SBUS为1时，数SD7～SD0送往数据总线DBUS。

本实验中用到的信号归纳如下：

MBUS 当它为1时，将双端口RAM的左端口数据送到数据总线DBUS。

MEMW 当它为1时，在T2为1期间将数据总线DBUS上的D7～D0写入双端口RAM 写入的存储器单元由AR7～AR0指定。

LIR 当它为1时，在T3的上升沿将从双端口RAM的右端口读出的指令INS7～ INS0写入指令寄存器IR。读出的存储器单元由PC7～PC0指定。

LPC 当它为1时，在T3的上升沿，将数据总线DBUS上的D7～D0写入程序计 数器PC。

PCINC 当它为1时，在T3的上升沿PC加1。

LAR 当它为1时，在T3的上升沿，将数据总线DBUS上的D7～D0写入地址寄 存器AR。

ARINC 当它为1时，在T3的上升沿，AR加1。

SBUS 当它为1时，数据开关SD7～SD0的数送数据总线DBUS。

AR7～AR0 双端口RAM左端口存储器地址。

PC7～PC0 双端口RAM右端口存储器地址。

INS7～INS0 从双端口RAM右端口读出的指令，本实验中作为数据使用。

D7~D0 数据总线DBUS上的数。

上述信号都有对应的指示灯。当指示灯灯亮时，表示对应的信号为1；当指示灯不亮时，对应的信号为0。实验过程中，对每一个实验步骤，都要记录上述信号（可以不纪录SETCTL）的值。另外μA5～μA0指示灯指示当前微地址。

五、实验任务

1．从存储器地址10H开始，通过左端口连续向双端口RAM中写入3个数：85H，60H，38H。在写的过程中，在右端口检测写的数据是否正确。

2．从存储器地址10H开始，连续从双端口RAM的左端口和右端口同时读出存储器的内容。

六、实验步骤

1．实验准备

将控制器转换开关拨到微程序位臵，将编程开关设臵为正常位臵。打开电源。

2．进行存储器读、写实验

⑴设臵存储器读、写实验模式

按复位按钮CLR，使TEC-8实验系统复位。指示灯μA5～μA0显示00H。将操作模式开关设臵为SWC=1、SWB=1、SWA=0，准备进入双端口存储器实验。

按一次QD按钮，进入存储器读、写实验。

⑵设置存储器地址

指示灯μA5～μA0显示0DH。在数据开关SD7～SD0上设臵地址10H。在数据总线DBUS

指示灯D7～D0上可以看到地址设臵的正确不正确，发现错误需及时改正。设臵地址正确后，按一次QD按钮，将SD7～SD0上的地址写入地址寄存器AR（左端口存储器地址）和程序计数器PC（右端口存储器地址），进入下一步。

⑶写入第1个数

指示灯μA5～μA0显示1AH。指示灯AR7～AR0（左端口地址）显示10H，指示灯PC7～PC0（右端口地址）显示10H。在数据开关SD7～SD0上设臵写入存储器的第1个数85H。按一次QD按钮，将数85H通过左端口写入由AR7～AR0指定的存储器单元10H。

⑷写入第2个数

指示灯μA5～μA0显示1BH。指示灯AR7～AR0（左端口地址）显示11H，指示灯PC7～PC0（右端口地址）显示10H。观测指示灯INS7～INS0的值，它是通过右端口读出的由右地址PC7～PC0指定的存储器单元10H的值。比较和通过左端口写入的数是否相同。在数据开关SD7～SD0上设臵写入存储器的第2个数60H。按一次QD按钮，将第2个数通过左端口写

入由AR7～AR0指定的存储器单元11H。

⑸写入第3个数

指示灯μA5～μA0显示1CH。指示灯AR7～AR0（左端口地址）显示12H，指示灯PC7～PC0（右端口地址）显示11H。观测指示灯INS7～INS0的值，它是通过右端口读出的由右地址PC7～PC0指定的存储器单元11H的值。比较和通过左端口写入的数是否相同。在数据开关SD7～SD0上设臵写入存储器的第3个数38H。按一次QD按钮，将第3个数通过左端口写入由AR7～AR0指定的存储器单元12H。

⑹重新设臵存储器地址

指示灯μA5～μA0显示1DH。指示灯AR7～AR0（左端口地址）显示13H，指示灯PC7～PC0（右端口地址）显示12H。观测指示灯INS7～INS0的值，它是通过右端口读出的由右地址PC7～PC0指定的存储器单元12H的值。比较和通过左端口写入的数是否相同。在数据开关SD7～SD0重新设臵存储器地址10H。按一次QD按钮，将SD7～SD0上的地址写入地址寄存器AR（左端口存储器地址）和程序计数器PC（右端口存储器地址），进入下一步。

⑺左、右两2个端口同时显示同一个存储器单元的内容。

指示灯μA5～μA0显示1FH。指示灯AR7～AR0（左端口地址）显示10H，指示灯PC7～PC0（右端口地址）显示10H。观测指示灯INS7～INS0的值，它是通过右端口读出的由右地址PC7～PC0指定的存储器单元10H的值。观测指示灯D7～D0的值，它是从左端口读出的由AR7～AR0指定的存储器单元10H的值。

按一次QD按钮，地址寄存器AR加1，程序计数器PC加1，在指示灯D7～D0和指示灯INS7～INS0上观测存储器的内容。继续按QD按钮，直到存储器地址AR7～AR0为12H为止。

七、实验要求

1．做好实验预习，掌握双端口存储器的使用方法和TEC-8模型计算机存储器部分的数据通路。

2．写出实验报告，内容是： ⑴实验目的。 ⑵根据实验结果填写表2.1。

表2.1 双端口存储器实验结果表

实验数据

左端口存右端口写储器地址 入数据

10H

11H

12H

85H

60H

38H

第一次从右端口读数

实验结果

同时读出时的结果

右端口存读出的数 左端口存读出的数 右端口存读出的数

储器地址 储器地址 储器地址

10H

11H

12H

85H

60H

38H

10H

10H

10H

60H

38H

00H

10H

10H

10H

60H

38H

38H

八、实验心得

初步了解了双端口静态存储器的工作特性及其使用方法，了解了双端口存储器并行读写方式