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交叉存储器设计样本

交叉存储器设计样本
交叉存储器设计样本

计算机构成原理课程设计

多体交叉存储器

一、设计目

(1)进一步理解提高计算机系统效率一种有效方式——并行性;

(2)研究交叉存储器设计原理和实现方式,采用并行性设计思想,设计一种简易采用低位交叉编址并行构造存储器;

(3)复习和回顾译码电路设计、地址、数据和控制电路设计有关知识;展开研究性教学,拓展人们知识面,提高分析问题解决问题能力;

(4)培养人们独立思考和创新研究能力,积极营造自主创新良好氛围;

二、设计内容

本次研究性设计规定为:设计一种容量为64KB 采用低位交叉编址8体并行构造存储器。画出CPU 和存储芯片(芯片容量自定)连接图,并写出图中每个存储芯片地址范畴(用 十六进制数表达)。

三、设计规定

(1)参照教材中关于交叉存储器原理,给出系统设计方案,涉及译码芯片选取、各个芯片工作时序设计;

(2)注意片选信号产生电路设计、地址锁存电路设计、数据信号线电路设计、控制信号线设计、交叉存储实现;

(3)要理解交叉存储器并行工作原理、各个存储器提启动信号和地址、数据、片选信号关系、如何实现1/8存储器周期就可以读取一次数据。

四、设计方案

(1)总线和控制信号拟定

设CPU 共有16根地址线,8根数据线,并用IO /M 作为访问存储器或I/O 控

制信号(高电平为访存,低电平为访I/O ),WR (低电平有效)为写命令,RD (低电平有效)为读命令。

规定:设计一种容量为64KB 采用低位交叉编址8体并行构造存储器。画出CPU 和存储芯片(芯片容量自定)连接图,并写出图中每个存储芯片地址范畴(用十六进制数表达)。

所需存储器芯片和138译码器如下图所示:

Ai A0

CE

WE

Dn D0 RAM 存储器芯片 74LS138译码器

(2)设计分析

要设计一种容量为64KB 、采用低位交叉编址8体并行构造存储器,则每个存储体容量应为64KB/8 = 8KB ,因此,应选取8KB (213B )RAM 芯片,需要芯片8块、地址线13根(A12-A0)、数据线8根(D7-D0),其中在片选信号产生时需要用到74LS138译码器。

(3)设计实现

① 8片8K ×8RAM 芯片相应二进制编码

第0片:0000、0008、0010、…、FFF8H ,即:

A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0

第1片:0001、0009、0011、…、FFF9H ,即:

RAM G1 /Y7 /G2A /Y6 /G2B /Y5 /Y4 /Y3

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 …

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 第2片:0002、000A、0012、…、FFFAH,即:

A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 …

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 第3片:0003、000B、0013、…、FFFBH,即:

A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 …

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 第4片:0004、000C、0014、…、FFFCH,即:

A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 …

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 第5片:0005、000D、0015、…、FFFDH,即:

A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 …

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 第6片:0006、000E、0016、…、FFFEH,即:

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0

第7片:0007、000F 、0017、…、FFFFH ,即:

A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

② 地址线和片选信号分派和连接

A15——A3分别接到8K ×8位RAM 芯片地址线;

A2A1A0分别连到74LS138译码器C 、B 、A 端;

74LS138译码器输出端分别接在8块RAM 芯片/CE 端;

8块RAM 芯片D7…D0端通过数据线分别和CPUD 7…D0相接;

8块RAM 芯片/OE 端分别接在CPU/RD 线、/WE 分别和/WR 相连接;

译码器G1接到使能端+5V 电源处; 控制信号IO /M (高电平为访存,低电平为访I/O )通过非门连接到译码器/G 2A 和/G 2B 使能端;

③ 最后CPU 和存储器芯片连接图如下图所示:

CPU和存储器芯片连接图

五、设计总结

交叉存储器是在基本存储器基本上产生、具备并行运算和实现高速存储一种广泛应用存储器,本次课程设计实验在课本知识基本上做了相应延生,使得加深了对存储器某些知识掌握,并且对存储器其她相应知识做了必要复习和强化,从而更好将课本所学知识和实际动手能力相结合,达到了学以致用效果。

在学习存储器这某些时候,重要学习了主存储器、高速缓冲存储器和辅助存储器,而主存储器和高速缓冲存储器是重点,在存储器和CPU连接某些是将整个所学知识通过详细电路和线路连起来实现详细功能。在所学基本上,对于不同容量芯片选取、地址线连接拟定、数据线连接拟定等需要按照实际状况而定,而其中接线方式中有时候又会涉及到子扩展和位扩展,相应调节接线连接,因而,学好基本知识是十分核心并且必要。

在上学期学过模仿电子技术和数字电子技术基本上,本次课程设计中采用74LS138译码器是整个设计核心,其片选信号通过逻辑电路产生这方面需要很强课程基本,需要理解其工作原理。与之相相应,通过74LS138译码器,所需RAM 芯片接在不同非门输出端表达不同存储范畴,这样使得CPU按照不同指令访问存储器,这次设计正是实现了提高计算机系统效率一种有效方式——并行性,这样

交叉存储器设计

计算机组成原理课程设计 多体交叉存储器 一、设计目的 (1)深入了解提高计算机系统效率的一种有效方式——并行性; (2)研究交叉存储器的设计原理和实现方式,采用并行性的设计思想,设计一个简易的采用低位交叉编址的并行结构存储器; (3)复习和回顾译码电路设计、地址、数据和控制电路设计的相关知识;展开研究性教学,拓展大家知识面,提高分析问题解决问题的能力; (4)培养大家独立思考和创新研究的能力,积极营造自主创新的良好氛围; 二、设计内容 本次研究性设计要求为:设计一个容量为64KB 的采用低位交叉编址的8体并行结构存储器。画出CPU 和存储芯片(芯片容量自定)的连接图,并写出图中每个存储芯片的地址范围(用 十六进制数表示)。 三、设计要求 (1)参考教材中关于交叉存储器的原理,给出系统设计方案,包括译码芯片的选择、各个芯片的工作时序设计; (2)注意片选信号的产生电路设计、地址锁存电路设计、数据信号线的电路设计、控制信号线的设计、交叉存储的实现; (3)要了解交叉存储器并行工作原理、各个存储器提的启动信号和地址、数据、片选信号的关系、如何实现1/8存储器周期就能够读取一次数据。 四、设计方案 (1)总线和控制信号确定 设CPU 共有16根地址线,8根数据线,并用IO /M 作为访问存储器或I/O 的控制信号(高电平为访存,低电平为访I/O ),WR (低电平有效)为写命令,RD (低电平有效)为读命令。

要求:设计一个容量为64KB 的采用低位交叉编址的8体并行结构存储器。画出CPU 和存储芯片(芯片容量自定)的连接图,并写出图中每个存储芯片的地址范围(用十六进制数表示)。 所需存储器芯片和138 Ai A0 … CE … WE Dn D0 RAM 存储器芯片 74LS138译码器 (2)设计分析 要设计一个容量为64KB 、采用低位交叉编址的8体并行结构存储器,则每个存储体容量应为64KB/8 = 8KB ,所以,应选择8KB (213B )的RAM 芯片,需要芯片8块、地址线13根(A12-A0)、数据线8根(D7-D0),其中在片选信号的产生时需要用到74LS138译码器。 (3)设计实现 ① 8片8K ×8RAM 芯片对应的二进制编码 第0片:0000、0008、0010、…、FFF8H ,即: A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 … 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 第1片:0001、0009、0011、…、FFF9H ,即: A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 … 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 第2片:0002、000A 、0012、…、FFFAH ,即: A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 … RAM G1 /Y7 /G2A /Y6 /G2B /Y5 /Y4 /Y3 C /Y2 B /Y1 A /Y0

相联存储器的设计

沈阳航空航天大学 课程设计报告 课程设计名称:计算机组成原理课程设计课程设计题目:相联存储器的设计 院(系):计算机学院 专业:计算机科学与技术 班级: 学号: 姓名:木代佳人,日月同辉 指导教师:杨华 完成日期:2010年1月15日

目录 第1章总体设计方案 (2) 1.1设计原理 (2) 1.2设计思路 (3) 1.3设计环境 (4) 第2章详细设计方案 (5) 2.1顶层方案图的设计与实现 (5) 2.1.1创建顶层图形设计文件 (5) 2.1.2器件的选择与引脚锁定 (5) 2.1.3编译、综合、适配 (6) 2.2功能模块的设计与实现 (6) 2.2.1 输入寄存器的实现 (7) 2.2.2存储体的设计与实现 (8) 2.2.3 比较寄存器的实现 (10) 2.2.4查找结果寄存器的实现 (12) 2.3仿真调试 (14) 第3章编程下载与硬件测试 (15) 3.1编程下载 (15) 3.2硬件测试及结果分析 (15) 参考文献 (17) 附录(电路原理图) (18)

第1章 总体设计方案 1.1 设计原理 相联存储器(Content Addressed Memory),它是一种按内容访问的存储器,可以根据数据记录地一部分内容查找其它部分的内容。在相联存储器中,每个存储的数据记录都是固定长度的字。存储字中的每个个位或者字段都可以作为检索的依据(关键字)。 相联存储器的结构框图如图1.1所示。它主要实现将输入寄存器的信息与存储体的信息作比较,相匹配的置为“1”,不匹配的置为“0”, 将结果送入查找结果寄存器(SRR)中,并输出结果。 1.2 设计思路 根据相联存储器的原理特点,即按照内容寻址,因此可以将相联存储器分为输入寄存器 图1.1 相联存储器原理框图

互通式立体交叉公路和城市道路的区别

互通式立体交叉-公路和城市道路的 区别 公路与城市道路互通式立体交叉设计探讨 龙源期刊网http:// 公路与城市道路互通式立体交叉设计探讨作者:郭俊姚青 来源:《建筑工程技术与设计》2016年第26期 【摘要】随着我国社会经济和交通事业的蓬勃发展,作为公路及城市快速路车辆出入门户和转换枢纽的互通式立体交叉从而大量修建。它是解决道路与干道交叉口拥挤,减少交通事故,行车便捷的重要措施。鉴于此,文中笔者针对互通式立体交叉设计进行简要阐述。

【关键词】公路;城市道路;互通式;交叉设计; 一、互通式立体交叉型式及特点 影响互通型式的因素很多,主要有出入交通量、交通流向、被交路等级、匝道行车速度、收费型式、互通立交的场地条件等。 1.互通型式的种类较多 常用的有菱形、喇叭形、环形、苜蓿叶形和半苜蓿叶形、涡轮形和定型等几种基本形式,必要时可将上述中的某些形式进行组合而成复杂型互通。 2、常用的型式及其特点 双喇叭形 其收费站仅为一处,便于管理,但是在造价上来看成本比较高,某些方向的车流需绕行。适用于两条高等级公路的交叉,而只有一条公路收费或两条公路均收费但收费方式不同的情况。 单喇叭形 它具有对收费道路仅设一处收费站,平交口也仅有一处,左转匝道在次

要道路上的特点。较适用于封闭式收费方式,被交路为二级公路以下,交通流集中于某一象限的情况。由于这种形式在高速公路修建初期造价较省,能满足一段时期的需要,当地方路等级提高后,单喇叭互通可以较方便地通过二期修建析成为双喇叭互通。因此,喇叭形特别是单喇叭形互通是收费公路中的首选型式。 半苜蓿叶形 其特点是主要道路的直行畅通,被交路设两处平交,比喇叭形互通多一处收费站。适用于封闭式收费及被交公路为二级以下的情况。

实验五_存储器设计

计算机组成原理 实验五《存储器设计》 实验报告 姓名:吴速碘黄紫微 学号:13052053 13052067 班级:计算机二班 日期2015、5、25

实验五存储器设计 一、实验目的 1、掌握RAM和ROM的Verilog语言描述方法; 2、学习用宏模块的方法定制RAM和ROM。 二、实验任务 1、设计并实现一个128*16 的单端口的RAM; 2、设计并实现一个128*16的ROM; 3、设计并实现一个双端口的128*16的RAM 4、设计并实现一个16*32的FIFO。 5、设计并实现正弦信号发生器,见“正弦信号发生器实验指南”。 三、实验步骤 1 编写Verilog代码(见附页) 2功能仿真 进行分析与综合,排除语法上的错误 建立波形仿真文件,输入激励 生成功能仿真网表 进行功能仿真,观察输出结果 3选择器件 DE2_70开发板的使用者请选择EP2C70F896C6 4绑定管脚 5 下载验证 DE2_70开发板的下载:使用USB-Blaster进行下载 四、实验内容 五、实验思考题 1、分析存储器采用三态输出的原因是什么? 存储器的输出端是连接在数据总线上的。数据总线相当于一条车流频繁的大马路,必须在绿灯条件下,车辆才能进入这条大马路,否则要撞车发生交通事故。同 理,存储器中的数据是不能随意传送到数据总线上的。例如,若数据总线上的数 据是“1”(高电平5V),存储器中的数据是“0”(低电平0V),两种数据若碰到一 起就会发生短路而损坏单片机。因此,存储器输出端口不仅能呈现“l”和“0”两 种状态,还应具有第三种状态“高阻"态。呈“高阻"态时,输出端口相当于断开,对数据总线不起作用,此时数据总线可被其他器件占用。当其他器件呈“高阻”态 时,存储器在片选允许和输出允许的条件下,才能将自己的数据输出到数据总线 上。 2、单端口和双端口的区别是什么? 单端口ram是ram的读写只有一个端口,同时只能读或者只能写。 双端口ram是ram读端口和写端口分开,一个端口能读,另一个端口可以同时写。 3、什么情况下考虑采用双端口存储器?

专题:存储器与接口设计

专题:存储器与接口设计 存储器接口类型可分为:异步存储器接口和同步存储器接口2大类型 异步存储器接口类型是最常见的,也是我们最熟知的,MCU一般均采用此类接口。相应的存储器有:SRAM、Flash、NvRAM……等,另外许多以并行方式接口的模拟/数字I/O器件,如A/D、D/A、开入/开出等,也采用异步存储器接口形式实现。 同步存储接口相对比较陌生,一般用于高档的微处理器中,TI DSP中只有C55x 和C6000系列DSP包含同步存储器接口。相应的存储器有:同步静态存储器:SBSRAM和ZBTSRAM,同步动态存储器: SDRAM,同步FIFO等。SDRAM可能是我们最熟知的同步存储器件,它被广泛用作PC机的内存。 C2000、C3x、C54x系列DSP只提供异步存储器接口,所以它们只能与异步存储器直接接口,如果想要与同步存储器接口,则必须外加相应的存储器控制器,从电路的复杂性和成本的考虑,一般不这么做。C55x、C6000系列DSP不仅提供了异步存储器接口,为配合其性能还提供了同步存储器接口。 C55x和C6000系列DSP的异步存储器接口主要用于扩展Flash和模拟/数字I/O,Flash主要用于存放程序,系统上电后将Flash中的程序加载到DSP片内或片外的高速RAM 中,这一过程我们称为BootLoader同步存储器接口主要用于扩展外部高速数据或程序RAM,如SBSRAM、 ZBTSRAM或SDRAM等。 现在的问题是如何设计DSP系统的外部存储器电路,即DSP如何正确地与各种类型的存储器芯片接口。在DSP外部存储器电路设计中经常会遇到下列一些问题:DSP提供的外部存储器接口信号与存储器芯片所需要的接口信号不完全一致某 些DSP支持多种数据宽度的访问,如8/16/32位数据宽度等,存储器电路中如何实现?数据、地址线在PCB布线时,为了走线方便,经常会进行等效交换,哪些存储器可以作等效交换、哪些不行? 下面我们将按存储器类型分别来解答这些问题 异步存储器:Flash 对于flash,读操作与SRAM相同;擦除和写入操作以命令序列形式给出,厂商不同,命令序列可能稍有不同写入命令序列后,Flash自动执行相应操作,直到完成,随后自动转为读状态。在完成相应操作前,读Flash得到操作是否完成的状态信息,而非存储单元数据. 对于flash,因为擦除跟写入操作以命令序列形式给出,可以对进行编程,包括两种方式: 1、在线,load2段程序,把要烧写的程序当作文件写入到Flash中 2、离线,通过JTAG烧写 3.3V、16位宽度的、工业标准Flash有4种,它们的引脚兼容,均为48引脚的TSOP封装在PCB布线时,以最大容量1M×16位Flash布线,则可根据容量需要安装如何一种FlashFlash的数据和地址线不可以等效交换BootLoader考虑Flash应定位于特殊的位置,设计时应参考相应器件的数据手册 1、VC33,Flash应定位在PAGE0的1000H、或PAGE1的400000H、或PAGE3的FFF000H,可支持8/16/32位数据宽度

主存储器部件的组成与设计.

主存储器部件的组成与设计 主存储器部件的组成与设计 类别:存储器 主存储器概述(1)主存储器的两个重要技术指标◎读写速度:常常用存储周期来度量,存储周期是连续启动两次独立的存储器操作(如读操作)所必需的时间间隔。◎存储容量:通常用构成存储器的字节数或字数来计量。(2)主存储器与CPU及外围设备的连接是通过地址总线、数据总线、控制总线进行连接,见下图主存储器与CPU的连接◎地址总线用于选择主存储器的一个存储单元,若地址总线的位数k,则最大可寻址空间为2k。如k=20,可访问1MB的存储单元。 ◎数据总线用于在计算机各功能部件之间传送数据。◎控制总线用于指明总线的工作周期和本次输入/输出完成的时刻。(3)主存储器分类 ◎按信息保存的长短分:ROM与RAM◎按生产工艺分:静态存储器与动态存储器静态存储器(SRAM):读写速度快,生产成本高,多用于容量较小的高速缓冲存储器。动态存储器(DRAM):读写速度较慢,集成度高,生产成本低,多用于容量较大的主存储器。静态存储器与动态存储器主要性能比较如下表:静态和动态存储器芯片特性比较SRAMDRAM存储信息触发器电容破坏性读出非是 需要刷新不要需要送行列地址同时送分两次送运行速度 快慢集成度低高发热量大小存储成本高低 动态存储器的定期刷新:在不进行读写操作时,DRAM存储器的各单元处于断电状态,由于漏电的存在,保存在电容CS上的电荷会慢慢地漏掉,为此必须定时予以补充,称为刷新操作。2、动态存储器的记忆原理和读写过程(1)动态存储器的组成:由单个MOS管来存储一位二进制信息。信息存储在MOS管的源极的寄生电容CS中。◎写数据时:字线为高电平,T导通。写“1”时,位线(数据线)为低电平,VDD(电源)将向电容充电写“0时,位线(数据线)为高电平,若电容存储了电荷,则将会使电容完成放电,就表示存储了“0”。◎读数据时:先使位线(数据线)变为高电平,当字线高电平到来时T导通,若电容原存储有电荷(是“1”),则电容就要放电,就会使数据线电位由高变低;若电容没有存储电荷(是“0”),则数据线电位不会变化。检测数据线上电位的变化就可以区分读出的数据是1还是0。注意①读操作使电容原存储的电荷丢失,因此是破坏性读出。为保持原记忆内容,必须在读操作后立刻跟随一次写入操作,称为预充电延迟。②向动态存储器的存储单元提供地址,是先送行地址再送列地址。原因就是对动态存储器必须定时刷新(如2ms),刷新不是按字处理,而是每次刷新一行,即为连接在同一行上所有存储单元的电容补充一次能量。③在动态存储器的位线上读出信号很小,必须接读出放大器,通常用触发器线路实现。④存储器芯片内部的行地址和列地址锁存器分先后接受行、列地址。⑤RAS、CAS、WE、Din、

建发交字532号铁路、公路、城市道路设置立体交叉的暂行规定

铁路、公路、城市道路设置立体交叉的暂行规定 国家基本建设委员会、国家计划委员会(81)建发交字532号 国家基本建设委员会国家计划委员会文件铁路、公路、城市道路设置立体交叉的暂行规定(81)建发交字532号 随着国民经济的不断发展,交通运输日益繁忙,铁路、公路、城市道路(以下简称道路)交叉,要求设置立体交叉的数量逐渐增多,根据经济建设要量力而行的方针,结合我国的实际情况,铁路、公路、道路交叉应按交通量的大小,作出技术经济比较,分别采取不同措施,以保证运输生产安全。现就铁路、公路、道路设置立体交叉的有关事项制定本暂行规定如下: 一、修建标准

1.铁路、公路、道路交叉,昼间12小时内通过交叉道口的火车列数、换算标准载重汽车辆数分别达到表1规定标准时,可设置立体交叉。见表1 2.有调车作业的铁路、公路、道路交叉,昼间12小时内,交叉道口封闭累计时间、换算标准载重汽车辆数分别达到表2规定标准时,可设置立体交叉。见表2 3.新建、改建铁路与规划公路、道路交叉;新建、改建公路、道路与规划铁路交叉,原则上不设置立体交叉,设计中应结合规划考虑将来设置立体交叉的条件。 4.铁路、公路、道路交叉,虽达到表1、表2规定标准,但工程特别困难或一方投资不落实,以及可缓期投资,而将来施工技术不过多增加困难者,均可暂缓设置立体交叉。

5.铁路、公路、道路交叉,虽达到表1、表2规定标准,但能结合排洪桥涵及地形条件,适当降低标准设置立体交叉,而工程投资又增加不多时,设计单位可考虑设置立体交叉。 二、投资划分铁路、公路、道路交叉,凡符合上述标准设置立体交叉时,其工程投资划分按以下规定办理。 1.新建铁路与既有公路、道路交叉,按既有公路、道路原有标准设置立体交叉,其工程投资(包括桥梁、引道、排水、照明、征地、拆迁等,下同)全部由铁路部门承担。如公路、道路部门要求超过原公路、道路标准,改按规划位置、标准设置立体交叉时,由此增加的工程投资,由公路、道路部门承担。 2.新建公路、道路与既有铁路交叉,按既有铁路原标准设置立体交叉,其工程投资全部由公路、道路部门承担。如铁路部门要求超过原铁路标准,改按规划位置、标准设置立体交叉时,由此增加的工程投资,由铁路部门承担。 3.铁路改建时,与既有公路、道路交叉的原有平交道口,需改建为立体交叉时,其工程投资按下述情况分别处理:①铁路与一、二级公路、城市道路交叉的既有平交道口,改建为立体交叉,原则上各自承担本部门的工程和投资,如工程投资划分困难,可由铁路与公路、道路部门各承担一半。②铁路与其他等级的公路、县城道路交叉的既有平交道口,按原有公路、道路标准改建为立体交叉,其主要工程投资由铁路部门承担,公路、道路引道工程的征地,拆迁(包括临时工程)工作及其费用,由公路、道路部门承担。如公路、道路部门要求超过公路、道路原标准,改按规划位置、标准设置立体交叉时,由此增加的工程投资,由公路、道路部门承担。 4.公路、道路改建时,与既有铁路交叉的原有平交道口,需改建为立体交叉时,原则上各自承担本部门的工程和投资,如铁路部门要求超过原标准改按规划位置、标准设置立体交叉,由此增加的工程投资,由铁路部门承担。

交叉存储器设计样本

计算机构成原理课程设计 多体交叉存储器 一、设计目 (1)进一步理解提高计算机系统效率一种有效方式——并行性; (2)研究交叉存储器设计原理和实现方式,采用并行性设计思想,设计一种简易采用低位交叉编址并行构造存储器; (3)复习和回顾译码电路设计、地址、数据和控制电路设计有关知识;展开研究性教学,拓展人们知识面,提高分析问题解决问题能力; (4)培养人们独立思考和创新研究能力,积极营造自主创新良好氛围; 二、设计内容 本次研究性设计规定为:设计一种容量为64KB 采用低位交叉编址8体并行构造存储器。画出CPU 和存储芯片(芯片容量自定)连接图,并写出图中每个存储芯片地址范畴(用 十六进制数表达)。 三、设计规定 (1)参照教材中关于交叉存储器原理,给出系统设计方案,涉及译码芯片选取、各个芯片工作时序设计; (2)注意片选信号产生电路设计、地址锁存电路设计、数据信号线电路设计、控制信号线设计、交叉存储实现; (3)要理解交叉存储器并行工作原理、各个存储器提启动信号和地址、数据、片选信号关系、如何实现1/8存储器周期就可以读取一次数据。 四、设计方案 (1)总线和控制信号拟定 设CPU 共有16根地址线,8根数据线,并用IO /M 作为访问存储器或I/O 控

制信号(高电平为访存,低电平为访I/O ),WR (低电平有效)为写命令,RD (低电平有效)为读命令。 规定:设计一种容量为64KB 采用低位交叉编址8体并行构造存储器。画出CPU 和存储芯片(芯片容量自定)连接图,并写出图中每个存储芯片地址范畴(用十六进制数表达)。 所需存储器芯片和138译码器如下图所示: Ai A0 … CE … WE Dn D0 RAM 存储器芯片 74LS138译码器 (2)设计分析 要设计一种容量为64KB 、采用低位交叉编址8体并行构造存储器,则每个存储体容量应为64KB/8 = 8KB ,因此,应选取8KB (213B )RAM 芯片,需要芯片8块、地址线13根(A12-A0)、数据线8根(D7-D0),其中在片选信号产生时需要用到74LS138译码器。 (3)设计实现 ① 8片8K ×8RAM 芯片相应二进制编码 第0片:0000、0008、0010、…、FFF8H ,即: A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 … 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 第1片:0001、0009、0011、…、FFF9H ,即: RAM G1 /Y7 /G2A /Y6 /G2B /Y5 /Y4 /Y3

存储器类型综述及DDR接口设计的实现

存储器类型综述及DDR接口设计的实现 存储器类型综述及DDR接口设计的实现 存储器综述 在过去的数年里,电子市场,确切地说是存储器市场,经历了巨大的变化。在 2000 年电子工业低迷时期之前,设计师很少考虑他们下一个设计中元器件的成本,而更关注它们能够达到的最高性能。 今天,竞争的加剧以及利润率的下降迫使系统设计师在降低下一代产品成本的同时,保持、甚至提高系统的性能种转变的结果,有一个工业部门经历了实质性的增长,它就是 DRAM 存储器,尤其是双倍数据速率(DDR) S DRAM 存储DDR存储器最初是一种高性能、低成本的存储器解决方案,主要用于个人计算机和其它成本敏感的消费品市场。于施加在整个电子工业上的经济压力,非消费产品也开始采用DDR存储器了(图 1)。 图 1 来源:IC Insights DDR是一种基于S DRAM 的革命性的存储器技术。DDR S DRAM 的存取速度是S DRAM 的两倍,因为DDR的数据传时钟的所有两个边沿。而S DRAM 仅在时钟的上升沿传送数据。因此,DDR能够传送数据的速度高达2133MB/s。与传统AM 相比,DDR还具有更低的功耗。它的工作电压是直流2.5V,而S DRAM 是直流 3.3V 。 市场分析表明,在当今所有的电子系统中,超过50%采用了DDR存储器,并且预计在接下来的几年中将增长到80不是,并且永远也不会是一种针对所有设计的技术。DDR存储器非常适用于那些高读写比率的设计。而诸如四倍数据器,适用于50%读写比率的应用。图2确定了多种顶尖的存储器技术以及它门各自所属的读/写曲线。

图 2 不同存储器类型的读/写率的比较 如上所述,每个系统有各自独特的存储器要求。在服务器应用的例子中,读写趋于较高的比率,表示需要DDR。理器与支持大数据包的MAC的接口例子中,在处理之前,这些数据包需要进行缓冲和存储,接近1:1的读写比率,表一个合适的存储器结构。 图3展示了一个通用通信线卡印刷电路板的例子。基于系统设计者的要求,这张结构图上指出了在哪里一些通用型可以被采用。在很多系统中采用了相似的决策过程,从而选择合适的存储器结构。 图 3 下面的目录指出了针对不同的系统和功能的合适的存储器结构。这些选择基于系统结构和各自的性能/成本综合要·查找-快速的开关/访问时间 -临界延时,以读取为导向,较小的总线宽度(32/64位)

实验2 存储器设计与仿真

预做实验报告2 存储器设计与仿真 一、实验目的 理解并掌握寄存器堆的基本电路结构及其设计方法,学会使用Verilog HDL 对电路进行行为建模、结构建模以及仿真测试。 二、实验内容 利用Verilog HDL 设计一个寄存器堆模型,并进行仿真测试。要求该寄存器堆具有32个32位的寄存器,并具有2个读端口和1个写端口。要求采用层次化的建模方法,即先搭建低层模块,然后再逐级搭建高层模块。 三、实验环境 PC 机1台、Modelsim 仿真软件1套。 四、实验步骤 1、电路结构设计 寄存器堆外框图: 寄存器堆内部结构图: N1<4:0> N2<4:0> WE CLK

2、建立Verilog模型 module registerfile(Q1,Q2,DI,clk,reset,writeen,AD,A1,A2); output[31:0] Q1,Q2; input[31:0] DI; input clk,reset,writeen; input[4:0] AD,A1,A2; wire[31:0] decoderout; wire[31:0] regen; wire[31:0] q0,q1,q2,q3,q4,q5,q6,q7,q8,q9,q10,q11,q12,q13,q14,q15,q16,q17,q18,q1 9,q20,q21,q22,q23,q24,q25,q26,q27,q28,q29,q30,q31; decoder dec0(decoderout,AD); assign regen[0]=decoderout[0] & writeen; assign regen[1]=decoderout[1] & writeen; assign regen[2]=decoderout[2] & writeen; assign regen[3]=decoderout[3] & writeen; assign regen[4]=decoderout[4] & writeen; assign regen[5]=decoderout[5] & writeen; assign regen[6]=decoderout[6] & writeen; assign regen[7]=decoderout[7] & writeen;

TMS320C32 DSP的存储器接口设计方案

TMS320C32 DSP 的存储器接口设计方案 TMS320C32 是美国TI 公司生产的一款浮点数字信号处理器(DSP),是TMS320 系列浮点数字信号处理器的新产品,其CPU 是在TMS320C30 和TMS320C31 的基础上进行了简化和改进。在结构上的改进主要包括可变宽度 的存储器接口、更快速的指令周期时间、可设置优先级的双通道DMA 处理器、灵活的引导程序装入方式、可重新定位的中断向量表以及可选的边缘/电平触发 中断方式等。 1 TMS320C3 2 的外部存储器接口的特点 TMS320C32 是一个32 位微处理器,它可以通过24 位地址总线、32 位数据总线和选通信号对外部存储器进行访问。其外部存储器接口结构如下图l 所示。 在图l 中,引脚(引脚,又叫管脚,英文叫Pin。就是从集成电路(芯片)内部电路引出与外围电路的接线,所有的引脚就构成了这块芯片的接口)PRGW 是用来配置外部程序存储器的宽度的。当PRGW 引脚为低电平时程序 存储器宽度为16 位;当PRGW 引脚为高电平时程序存储器宽度为32 位。STRBO 和STRBl 各为一组访问外部存储器的选通信号,各有4 个信号引脚(STRBx_B3/A_1、STRBx_B2/A_2、STRBx_Bl 和STRBx_B0)。从图l 中我们可以看出,选通信号STRB0 和STRBl 能从8/16/32 位存储器中访问 8/16/32 位数据,或从16/32 位存储器中执行32 位程序;IOSTRB 是外设 I/O 的选通信号引脚,它只能从32 位宽度的存储器中访问32 位的数据和程序。 可以通过对STRBx 和IOSTRB 的设置,从8/16/32 位的存储器中访

存储器设计:存储器设计课程设计

计算机组成原理实验 实验五存储器设计 专业班级计算机科学与技术 学号0936008 姓名冯帆 学号0936036 姓名张琪 实验地点理工楼901 实验五存储器设计 一、实验目的 1、掌握RAM 和ROM 的Verilog 语言描述方法; 2、学习用宏模块的方法定制RAM 和ROM 。 二、实验内容

1、设计并实现一个8*8 的单端口的RAM ; 2、设计并实现一个128*16的ROM ; 3、设计并实现一个双端口的128*16的RAM 。 4、设计并实现正弦信号发生器,参考“正弦信号发生器实验指南”。 三、实验仪器及设备 PC 机+ Quartus Ⅱ0 + DE2-70 四、实验步骤 打开Quartus 软件,新建工程。 2.分析单端口,双端口,ROM,RAM 的含义。 3.Verilog 程序如下,并简单注释。 ①

module SingleRamTest(read_data, read_address, write_data, write_address, memwrite, clock, reset); output [7:0] read_data; //数据的输出 input [2:0] read_address; //读数据地址的输入 input [7:0] write_data; //写数据地址的输入 input [2:0] write_address; //写数据地址的输入 input memwrite; //若该信号为1,进行写操作,反之,写操作input clock; input reset; //复位和时钟信号 reg [7:0] read_data, mem0, mem1,mem2,mem3,mem4,mem5,mem6,mem7; //设置存储器存储单元 always @(read_address or mem0 or mem1 or mem2 or mem3 or mem4 or mem5 or mem6 or mem7) //若上述信号有一个发生变化,则启动该模块begin

关于城市道路立体交叉设计的思考

关于城市道路立体交叉设计的思考 发表时间:2019-05-27T17:23:15.707Z 来源:《城镇建设》2019年第03期作者:朱佳蕙[导读] 需对城市道路的立体交叉进行科学合理的设计,不断完善和创新,最大化城市道路立体交叉的社会效益和经济效益。 济南市市政工程设计研究院(集团)有限责任公司山东济南 250101 摘要:随着我国经济的快速发展和城市化进程的不断推进,国家现高度重视城市基础设施建设,旨在为人们的生产和生活提供更好的服务。其中,城市道路工程建设,尤其是城市道路立体交叉设计,会对道路的安全性、便捷性、经济性有重要影响。因此,需对城市道路的立体交叉进行科学合理的设计,不断完善和创新,最大化城市道路立体交叉的社会效益和经济效益。 关键词:城市道路;立体交叉设计引言 长期以来,我国的公路和城市道路建设在很多方面都是借鉴国外的设计标准,甚至有些设计标准是完全照搬过来,没有根据我国国情和国内的具体情况进行改进实施,而且也没有形成一个比较完整的设计标准,这就造成我国国内的一些立交设计中所采用的设计理念和标准都大不相同。本文以“公路和城市道路互通式立体交叉设计差别探讨”为题,从设计速度、服务对象等方面入手进行研究和探讨,通过对这些方面的研究探讨,明确城市道路互通和公路设计方面的差异性。公路和城市道路都承担着交通运输任务,但运输的过程中却由于不同的地理空间而不能相互替代,公路一般是承担城市外围的运输任务,而城市交通构成复杂,交通工具种类多,人流和车流的速度差别很大;产生于城市各个地点的交通流错综复杂,汇集于城市道路上,并形成许多交叉点;交通的规模、路线和时间变动性很大。城市的急剧扩大造成公路和城市交通之间有相互融合的发展趋势,城市范围的扩大和城市交通所赋予的历史使命,改变了传统的公路和城市道路互不相干的局面,使二者之间的联系逐渐紧密。因此,在设计上有必要研究公路与城市道路的差别和联系。 1城市立交的交通特点城市立交节点处交通组织复杂,需考虑多种交通系统(主线系统交通、辅道系统交通、非机动车及行人组成的慢行系统交通等内部组织及转换);还要考虑主线系统、辅道系统相互之间的转换。这些都有别于公路立体交叉。而城市立交设计主要考虑机动车的便捷性,却从一定程度上为非机动车和行人的通行产生了不利影响。因此,在对城市道路的立体交叉设计时,要充分的考虑这一问题,对其进行分离设计,这种设计会在一定程度上增加交叉点,工程的规模、费用也会随之增加。根据国内城市的立体交叉设计,主要采用平交的方式对慢行交通进行组织。如果条件允许,可以采用慢行交通与机动交通分离设计,提高互通区慢行交通的安全性。 2立体交叉道路设计的类型及优缺点在立体交叉道路设计的过程中,根据上、下位置及结构形式的不同,可以将其分为隧道式、跨路桥式两种设计类型。在两种道路设计类型选择的过程中,则需要设计结合着当地的地形、经济发展及周围的施工环境进行综合考虑。在两种不同类型道路使用中,在具备一定优势的同时,也在很大程度上存在了相应的不足。一般来说,隧道式的立体交叉道路在投入使用的过程中,其优势在于占地面积少,立面容易处理,无论在道路美观上还是在城市居民心理上,隧道式道路设计都占据一定的优势。然而在其施工的过程中,基于立体交叉道路施工工期较长,地道结构物造价高,在使用的过程中经常出现排水困难、养护麻烦等问题。而跨路式立体交叉道路在施工的过程中,优势在于工序简单,且造价也比隧道式低。但是在投入使用的过程中,其缺点在于占地面积大,在影响城市整体发展状况的同时,对非机动车交通不利,因而在建设的过程中多见于城市边远地区。 3城市道路立体交叉设计 3.1车道数的平衡 在对城市道路进行立体交叉设计时,要对互通区设置合理的车道数,保持车道的平衡。车道平衡的主要概念就是保证出口和入口能够更加和谐的运营,进、出匝道车流不干扰主线车流。即在主线的出口处,设置减速车道;在主线的入口处,设置加速车道。增加足够长度的变速车道是保证车道平衡的根本,并同步设置合理的标志、标线。 3.2明确道路交通状况 在明确道路交通状况的过程中,主要包括以下三个方面:首先,道路交通方面。针对公共车辆、小型汽车及交通高峰期的车辆进行调查了解,同时确定道路周围的绕行路线。其次,铁路交通方面。铁轨股数、间距;列车通过次数、断道时间;铁路有无抬高或降低的可能,高度可变动多少。最后,道路在交通使用上的性质的重要性。施工时能否断绝交通。有无特殊要求征询有关交通管理部门意见。 3.3了解规划意图 设计人员在立体交叉道路设计的过程中,能否设计出合格、实用的立体交叉道路,不仅关系着道路今后的投入使用,同时还关系着道路的整体成本投入。由此就需要设计人员在立体交叉道路设计前,能够准确的了解道路的规划意图,明确规划中心线位置与现状中心线的关系,确保立体交叉道路设计的科学、合理。 3.4变速车道长度 互通式立体交叉设计的时候,变速车道主要包括了加速车道以及减速车道两大部分,一般情况下,加速车道长度主要就是指车辆行驶过程中车速限制所造成的安全加速能够与主线进行有效的汇合,从另外一个角度来讲,减速车道也是未来能够保证高速车辆能够从主线的位置上安全的行驶到匝道上。变速车道方面能够对车辆的速度进行规范,主要结合公路与城市交通不同的设计标准对其进行确认。公路设计的过程中往往在变速车道方面的设计选择了国外的标准,其主要就是能够根据不同的道路状态选择不同的程度,从根本上改善行车的速度,一般设计的速度最大差距并不会超过三倍,也是当今时代我国公路上变速车道长度所能够达到的最大范围。但是,从城市交通的变速车道设计来讲,其主要就是通过主线和匝道设计提供主要的参考数据,是从变速车道的起始点作为整个车速形成的路线范围,从比较互通式交叉设计的具体情况来看,公路的标准值在匝道相对来说是比较高的,基本上能够符合车辆速度所能够接受的范围。 3.5取土、取材等问题 在立体交叉道路施工的过程中,一些地方需要填土,而一些地方需要弃土,由此就需要设计人员能够充分考虑到这些施工细节,在工程施工的过程中,基于工程规模大、施工周期长等特带你,需要大量的施工材料。需要将材料的运输及保管都纳入到整个工程设计中,确保工程的施工程序。

城市道路平面交叉口设计形式与选择

城市道路平面交叉口设计形式与选择 1、道路与道路交叉可分为平面交叉和立体交叉。交叉形式应根据道路网规划、相交道路等级及有关技术、经济和环境效益的分析合理确定。 2、平面交叉口应按交通组织方式分类: 1?平A类:信号交叉控制 平A1类:交通信号控制,进出口道展宽交叉口; 平A2类:交通信号控制,进出口道不展宽交叉口; 2?平B类:无信号控制交叉口 平B1类:之支路只准右转同行的交叉口; 平B2类:减速让行或停车让行标志管制交叉口; 平B3类:全无管制交叉口 3 ?平C类:环形交叉口 关于平面交叉口的选用类型应符合下表, 3、交叉口的形式 平面交叉口的形式设计得合理与否,直接影响到投资和使用价值,所以应切合实际地考虑远期的需要和近期的可能两方面因素,选择合理的方案。 平面交叉口的形式取决于道路网的规划和周围建筑的情况,以及交通量、交通性质和交通组织。 常见的几何形状有: 十字形环行交叉T形极其演变而来的X形Y形 错位交叉多路交叉畸形交叉 T形平面交叉口:T形交叉口是指交角为75~105的三路相交。 T形交叉口适用于主次道路的交叉,主要道路应设在直行方向。

丫 形平面交叉口:丫形交叉口为三路相交直行方向的交角小于75或大于105 的交叉口; Y形交叉口在交角较小的时候交通不利,而且锐角街口处的视线条件不好。 四条道路相交交叉口,交角为75~105. 十字形交叉口形式简单,交通组织方便,街角建筑易于处 理,使用范围广,是最基本的交叉口形式 (1)简易十字交叉口:设计车速不高,交通量不大的三四 公路或一般城市道路相交的十字交叉,可采用简易十字交叉 (2)设附加车道的十字交叉口:主要公路的设计速度为80km/h,次要公路为县乡公路或三四级公路 且转弯交通量不大的十字交叉口。 (3)渠化十字交叉口 主要公路为四车道公路以及设计速度为80km/h的双车道公路,或虽然设计速度为60km/h,但属区域干线的双车道公路,可采用渠化十字交叉。 十字形平面交叉口

多体交叉存储器设计-北京交通大学

计算机组成原理研究性教学 ——多体交叉存储器设计 北京交通大学 一、多体交叉存储器概述 多体交叉存储器,就是由多个RAM模块构成,每个模块有相同的容量和存取速度,各模块有各自独立的地址寄存器、数据寄存器、地址译码器、驱动和读写电路,它们能并行、交叉工作。CPU在一个周期内交叉访问每个RAM,若存储器由n个RAM构成,则存储器的工作速度可提高n倍。它是在多总线结构的计算机中,提高系统的吞吐率的最有效方法。 具体优化原理:每个存储体本身存取时间并不变,但CPU在全过程中交叉访问各个RAM,使n个RAM的存取过程可以同时进行,因此可以在一个存储时间内写入n位,相当于提升n倍存取速度。 二、设计内容及要求 设计一个容量为64KB的采用低位交叉编址的8体并行结构存储器。画出CPU和存储芯片(芯片容量自定)的连接图,并写出图中每个存储芯片的地址范围(用十六进制数表示)。 相关知识点:交叉存储器结构;存储器并行工作原理;译码电路设计;地址、数据和控制电路设计。

三、设计方案 单片存储芯片容量为64KB/8 = 8KB; 地址线A0-A2作为片选信号,分别连3-8译码器的A、B、C端; 地址线A3-A14作为块内地址,分别与各芯片相连; 地址分配: RAM0:0000H、0008H、……、FFF8H; RAM1:0001H、0009H、……、FFF9H; RAM2:0002H、000AH、……、FFFAH; RAM3:0003H、000BH、……、FFFBH。 RAM4:0004H、000CH、……、FFFCH。 RAM5:0005H、000DH、……、FFFDH。 RAM6:0006H、000EH、……、FFFEH。 RAM7:0007H、000FH、……、FFFFH。 连接示意图:译码器使能端G1接5V电源,非使能端G2A、G2B接MREQ。

(整理)常用存储器芯片设计指南

常用存储器芯片设计指南 现代通讯产品中,各种存储器的应用已经是越来越广泛,可以这么说,产品中包含的存储器的特性的好坏,直接关系到产品整体性能。因此,存储器芯片的设计,在通讯产品的设计中,也显得愈发重要。 目前在通讯产品中应用的存储器,主要有FLASH、SSRAM、SDRAM、串行PROM等,由此延伸出去还有在接口电路中经常应用的FIFO、双口RAM等,下面的内容就是这些常用存储器芯片的原理介绍和在产品中的设计指南。 FLASH介绍 一、BOOT ROM简介 我们在CPU最小系统中一般采用AM29LV040B-90 // SST39VF040-90-4C-NH (代码:10300067,512kB,8位总线宽度,PLCC32封装,3.3V供电)作为BOOT ROM。 BOOT ROM中存放的是系统自举程序,实现CPU系统的自举。当系统上电后,CPU 首先运行BOOT ROM中的程序,完成对CPU系统的初始化。 图1 AM29LV040B-90 // SST39VF040-90-4C-NH引脚图 该FLASH芯片可在线读写,但作为BOOT ROM时,我们一般用烧录机烧写入程序,不对其进行在线写。其读操作时序如图2所示。

图2 读操作时序 下面给出一个MPC860最小系统的应用例子。 图3 MPC860 BOOT电路图 因为我们不需要在线写,所以为防止BOOT FLASH的程序被改写,一般将/WE信号接高电平。 MPC860用8位数据口的方式访问BOOT,经缓冲之后的数据线为BD00-BD07。MPC860地址线使用A31-A13,经一级驱动与BOOT相连。使用/CS0片选端,地址范围0x0800 0000~0x0807 FFFF,使用内部等待,等待周期为8。 BOOT ROM中存放的是系统自举程序,实现MPC860系统的自举。当系统上电后,MPC860首先运行BOOT ROM中的程序,该程序首先完成MPC860的初始化,然后根据参数,将Flash ROM中的应用程序复制到SDRAM空间中,然后将控制权移交给该应用程序运行;或准备应用程序加载,进入调试状态。

杭电计算机组成原理存储器设计实验5

杭州电子科技大学计算机学院 课程名称 实验项目 指导教师 实验位置 计算机组成原理 存储器设计实验 实验报告 ______ 姓 ______ 班 名 级 号 期 2015年5月15日

本实验的结果正确,根据自己写的coe 文件中存储的数据进行操作,和实验四 有很多的相似 处,只是进行简单的读写的操作 ,实验的结果正确?能够根据操 作,lED 灯显示具体的数据? 配置管脚: NET "C[0]" LOC = T10; NET "C[1]" LOC = T9; NET "Clk" LOC = C9; ( 接 上) 实验 内容 ( 算 法、 程 序、 步骤 NET "LED[0]" LOC = :U16; NET "LED[1]" LOC = :V16; NET "LED[2]" LOC = :U15; NET "LED[3]" LOC = :V15; NET "LED[4]" LOC = :M11; NET "LED[5]" LOC = :N11; NET "LED[6]" LOC = :R11; NET "LED[7]" LOC = :T11; NET "Mem_Addr[2]" LOC = :V9; NET "Mem_Addr[3]" LOC = :M8; NET "Mem_Addr[4]" LOC = :N8; NET "Mem_Addr[5]" LOC = :U8; NET "Mem_Addr[6]" LOC = :V8; NET "Mem_Addr[7]" LOC = :T5; NET "Mem_Write" L( OC = B8; 实验仿真结果 数据 记录 和计 Objqcti f

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