湘潭大学计算机原理 实验二 ROM存储器与RAM存储器实验报告

计算机原理与设计

实验报告

实验二存储器实验

姓名： XXX

学号： 2013551728

班级： 13级软件工程2班

实验日期： 2014年 10 月29 日

1.FPGA中ROM定制与读出实验

一．实验目的

1、掌握FPGA中ROM的设置，作为只读存储器ROM的工作特性和配置方法。

2、用文本编辑器编辑mif文件配置ROM，学习将程序代码以mif格式文件加载于ROM中；

3、在初始化存储器编辑窗口编辑mif文件配置ROM；

4、验证FPGA中ROM的功能。

二．实验原理

ALTERA的FPGA中有许多可调用的模块库，可构成如rom、ram、fifo等存储器结构。CPU 中的重要部件，如RAM、ROM可直接调用他们构成，因此在FPGA中利用嵌入式阵列块EAB可以构成各种结构的存储器，ROM是其中的一种。ROM有5组信号：地址信号address[ ]、数据信号q[ ]、时钟信号inclock、outclock、允许信号memenable，其参数都是可以设定的。由于ROM是只读存储器，所以它的数据口是单向的输出端口，ROM中的数据是在对FPGA现场配置时，通过配置文件一起写入存储单元的。图2-1-1中的ROM有3组信号：inclk——输入时钟脉冲；instruction[31..0]——lpm_ROM的32位数据输出端；a[4..0]——lpm_ROM的5位读出地址。

实验中主要应掌握以下三方面的内容：

（1）ROM的参数设置；

（2）ROM中数据的写入，即FILE初始化文件的编写；

（3）ROM的实际应用，在GW48_CP+实验台上的调试方法。

三．实验步骤

（1）新建工程。工程名是scinstmem.qpf。

（2）用初始化存储器编辑窗口编辑ROM配置文件（文件名.mif）。这里预先给出后面将要用到的指令存储器初始化文件：scinstmem.mif 。如下图，scinstmem.mif中的数据是机器指令代码。

scinstmem.mif中的数据

（3）模块设计。用图形编辑，使用工具Mega Wizard Plug-In Manager，定制指令存储器rom 宏功能块。设置地址总线宽度address[]和数据总线宽度q[]，分别为5位和32位,并添加输入输出引脚，如图设置和连接。

ROM的结构图

在设置rom数据参数选择项file的对应窗口中（下图），用键盘输入ROM配置文件的路径（scinstmem.mif），然后设置在系统ROM/RAM读写允许，以便能对FPGA中的ROM在系统读写。

设置在系统ROM/RAM读写允许

（4）全程编译。

（5）画波形文件并进行功能仿真。

波形如上图。（6）引脚锁定。引脚分配如下表：

（7）全程编译。

（8）编程下载。下载SOF文件至FPGA，改变ROM的地址a[4..0]，外加读脉冲，通过实验台上的数码管比较读出的数据是否与初始化数据(scinstmem.mif中的数据)一致。

注，工程名是scinstmem.qpf，下载scinstmem.sof示例文件至实验台上的FPGA，选择实验电路模式仍为NO.0，32位数据输出由数码8至数码1显示，5位地址由键2、键1输入，键1负责低4位，地址锁存时钟CLK由键8控制，每一次上升沿，将地址锁入，数码管8/7/6/5/4/3/2/1将显示ROM中输出的数据。发光管8至1显示输入的5位地址值。

（9）在系统读写。打开QuartusII的在系统存储模块读写工具In-system Momery_Content Editor，了解FPGA中ROM中的数据，并对其进行在系统写操作（下图）。

在系统存储模块读写

（10）实验数据记录

2．FPGA中RAM读写实验

一．实验目的

1、了解FPGA中RAM模块ram的功能

2、掌握ram的参数设置和使用方法

3、掌握ram作为随机存储器RAM的工作特性和读写方法。

二．实验原理

在FPGA中利用嵌入式阵列块EAB可以构成存储器，ram的结构如下图。从DATAIN[7..0]

输入的低8位数据由ext8to32.v进行零扩展为32位输入数据后，送入ram的左边data[31..0]输入，从右边out[31..0]输出，wren——为读/写控制信号端。数据的写入：当输入数据和地址准备好以后，clk是地址锁存时钟，当信号上升沿到来时，地址被锁存，数据写入存储单元。

数据的读出：从address[4..0]输入存储单元地址，在clk信号上升沿到来时，该单元数据从out[31..0]输出。

wren——读/写控制端，低电平时进行读操作，高电平时进行写操作；

clk——读/写时钟脉冲；DATAIN[7..0] ——低8位数据输入端；

data[31..0]——RAM的32位数据输入端；address[4..0]——RAM的读出和写入地址；

out[31..0]——RAM的32位数据输出端。

lpm_ram_dp实验电路图

三．实验步骤

（1）RAM定制与ROM基本相同，实验步骤也类似。按图输入电路图，同样使用工具Mega Wizard Plug-In Manager。设置地址总线宽度address[]和数据总线宽度q[]，分别为5位和32位,并进行编译、仿真、引脚锁定、FPGA配置。

（2）注意，RAM也能加入初始化文件scdatamem.mif （数据存储器的初始化文件），注意此文件加入的路径表达和文件表达（下图）：scdatamem.mif ,（后缀mif要小写）；同时择在系统读写RAM功能，RAM的ID名取为：ram2。

RAM加入初始化文件和选择在系统读写RAM功能

（3）波形仿真

波形仿真结果如下：

（4）引脚分配

引脚分配图下表：

（5）通过键1、键2输入RAM的低8位数据（选择实验电路模式1），键3、键4输入存储器的5位地址。键8控制读/写允许，低电平时读允许，高电平时写允许；键7（CLK0）产生读/写时钟脉冲，即生成写地址锁存脉冲，对ram进行写/读操作。

注，工程名是scdatamem.qpf，下载scdatamem.sof至实验台上的FPGA，选择实验电路模式为NO.1，按以上方式首先进行验证实验。首先控制读出初始化数据，与载入的初始化文件scdatamem.mif中的数据进行比较，然后控制写入一些数据，再读出比较。使用在系统读写RAM的工具对其中的数据进行读写操作（下图），设置成连续读模式，将在系统读写工具窗口的数据与实验箱上数码管上显示的数据对照起来看。

使用在系统读写工具对RAM中的数据进行读写操作

（6）实验数据

3．实验心得

这次实验我掌握ROM与RAM存储器的设置，作为只读存储器ROM和随机存取存储器RAM的工作特性和配置方法。对存储器的工作原理和解后也有了进一步的认识，为以后的学习和试验打下了坚实的基础。

实验三：内存储器部件实验

实验三内存储器部件实验 一、实验目的 1、通过学习TEC-2000教学计算机的存储器系统，深入理解计算机主存储器的功能和组成； 2、学习和理解只读存储器、静态存储器芯片的读写原理，掌握计算机存储器系统的扩展方法。 二、实验说明 TEC－2000教学计算机存储器系统由ROM和RAM两个存储区组成。ROM存储区由2个EEPROM芯片58C65（8192×8）组成，容 量为8192×16。RAM存储区由2个RAM芯片6116（2048×8）组成，容量为2048×16。TEC－2000教学计算机中还预留了2个存储 器芯片插座，可以插上相应存储器芯片进行存储器容量扩展的教学实验。 TEC-2000教学计算机存储器系统组成结构图 三、实验内容 1、完成存储器容量扩展实验，为扩展存储器选择一个地址，注意读写和/OE等控制信号的正确状态； 2、用监控程序的D、E命令对存储器进行读写，比较RAM（6116）、EEPROM（58系列）存储特性的区别以及在读写上的差异； 3、用监控程序的A命令编写一段程序，对RAM（6116）进行读写，用D命令查看结果是否正确。 四、实验步骤 1、RAM实验 RAM（6116）支持随机读写操作，可直接用A、E命令向存储器输入程序或改变存储单元的值。RAM中的内容在断电后会消失，重新启动教学机后会发现存储单元的值发生了改变。 1）用E命令改变内存单元的值并用D命令观察结果。 ⑴在命令行提示符状态下输入： E 2020↙ 屏幕显示2020 内存单元原值。按如下形式键入： 2222（空格）3333（空格）4444（空格）5555 ⑵在命令行提示符状态下输入： D 2020↙ 观察屏幕显示的从2020内存单元开始的值。 ⑶断电后重新启动教学实验机，用D命令观察内存单元2020-2023的值。 2）用A命令输入一段程序，执行并观察结果。 ⑴在命令行提示符状态下输入： A 2000↙ 键入如下汇编程序： 2000：MVRD R0, AAAA 2002：MVRD R1, 5555 2004：AND R0, R1

静态存储器扩展实验报告

静态存储器扩展实验报告告圳大学实验报深

微机原理与接口技术 课程名称： 静态存储器扩展实验实验项目名称： 信息工程学院学院： 专业：电子信息工程

指导教师：周建华 32012130334 学号：班级：电子洪燕报告人：班 2014/5/21 实验时间： 实验报告提交时间：2014/5/26 教务部制． 一．实验目的与要求： 1. 了解存储器扩展的方法和存储器的读/写。 2. 掌握CPU对16位存储器的访问方法。

二．实验设备 PC机一台，TD-PITE实验装置或TD-PITC实验装置一套，示波器一台。 三．实验原理VCC28A141WE27A122A1326A73A8254A6存储器是用来存储信息的A924A55A1123A46OE22A3762256A10218A2CS209A1部件，是计算机的重要组成部D719A010D618D011D517D112D416D213D315GND14管组成的是由MOS分，静态RAM触发器电路，每个触发器可以存放1位

信息。只要不掉电，所储存的信息就不会丢失。因此，静态RAM工作稳定，不要外加刷新电路，使用方便。 但一般SRAM 的每一个触发器是由6个晶体管组成，SRAM 芯片的集成度不会太高，目前较常用的有6116（2K×8位），图4.1 62256引脚图6268位）622532位。本验平台上选． 用的是62256，两片组成32K×16位的形式，共64K字节。 62256的外部引脚图如图4.1所示。 本系统采用准32位CPU，具有16位外部

数据总线，即D0、D1、…、D15，地址总线为BHE＃（＃表示该信号低电平有效）、BLE ＃、A1、A2、…、A20。存储器分为奇体和偶体，分别由字节允许线BHE＃和BLE＃选通。 存储器中，从偶地址开始存放的字称为规则字，从奇地址开始存放的字称为非规则字。处理器访问规则字只需要一个时钟周期，BHE＃和BLE＃同时有效，从而同时选通存储器奇体和偶体。处理器访问非规则字却需要

实验存储器部件实验(精品)

北京林业大学 11学年—12学年第 2 学期计算机组成原理实验任务书 专业名称：计算机科学与技术实验学时： 2 课程名称：计算机组成原理任课教师：张海燕 实验题目：实验四内存储器部件实验 实验环境：TEC-XP+教学实验系统、PC机 实验内容 1．设计扩展8K字存储器容量的线路图，标明数据线、地址线和控制信号的连接关系。 2．扩展教学机的存储器空间，为扩展存储器选择一个地址，并注意读写等控制信号的正确状态。 3．用监控程序的D、E命令对存储器进行读写，比较RAM（6116）、EEPROM （58C65）在读写上的异同。 4．用监控程序的A命令编写一段程序，对RAM（6116）进行读写，用D命令查看结果是否正确。 5．用监控程序的A命令编写一段程序，对扩展存储器EEPROM（58C65）进行读写，用D命令查看结果是否正确；如不正确，分析原因，改写程序，重新运行。 实验目的 1．熟悉ROM芯片和RAM芯片在功能和使用方法等方面的相同和差异之处。 2．理解并熟悉通过字、位扩展技术实现扩展存储器系统容量的方案。 3．了解如何通过读、写存储器的指令实现对58C65ROM芯片的读、写操作。 4．加深理解存储器部件在计算机整机系统中的作用。 实验要求 1．实验之前认真预习，明确实验的目的和具体实验内容，做好实验之前的

必要准备。 2．想好实验的操作步骤，明确通过实验到底可以学习哪些知识，想一想怎么样有意识地提高教学实验的真正效果； 3．在教学实验过程中，要爱护教学实验设备，记录实验步骤中的数据和运算结果，仔细分析遇到的现象与问题，找出解决问题的办法，有意识地提高自己创新思维能力。 4．实验之后认真写出实验报告，重点在于预习时准备的内容，实验数据，运算结果的分析讨论，实验过程、遇到的现象和解决问题的办法，自己的收获体会，对改进教学实验安排的建议等。善于总结和发现问题，写好实验报告是培养实际工作能力非常重要的一个环节，应给以足够的重视。 实验说明 内存储器是计算机中存放正在运行中的程序和相关数据的部件。在教学计算机存储器部件设计中，出于简化和容易实现的目的，选用静态存储器芯片实现内存储器的存储体，包括只读存储区（ROM、存放监控程序等）和随读写存储区（RAM）两部分，ROM存储区选用4片长度8位、容量8KB的58C65芯片实现，RAM存储区选用2片长度8位、容量2KB的6116芯片实现，每2个8位的芯片合成一组用于组成16位长度的内存字，6个芯片被分成3组，其地址空间分配关系是：0-1777H用于第一组ROM，固化监控程序，2000-2777H用于RAM，保存用户程序和用户数据，其高端的一些单元作为监控程序的数据区，第二组ROM的地址范围可以由用户选择，主要用于完成扩展内存容量（存储器的字、位扩展）的教学实验。 在这里还要说明如下两个问题。 第一，要扩展8K字的存储空间，需要使用2片（每一片有8KB容量，即芯片内由8K个单元、每个单元由8个二进制位组成）存储器芯片实现。 第二，当存储器选用58C65ROM芯片时，它属于电可擦除的EPROM器件，可以通过专用的编程器软件和设备向芯片的写入相应的内容，这是正常的操作方式。也可以通过写内存的指令向芯片的指定单元写入16位的数据，只是每一次的这种写操作需要占用长得多写入时间，例如几百个微秒，可以通过运行完成等待功能的子程序来加以保证。本次试验采用的是通过写内存的指令将数据写入芯片

静态存储器-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 项目名称静态随机存储器实验 班级 学号 姓名 同组人员无 实验日期 2015-10-24

一、实验目的与要求 掌握静态随机存储器RAM 工作特性及数据的读写方法 二、实验逻辑原理图与分析 2.1 实验逻辑原理图及分析 实验所用的静态存储器由一片6116(2K ×8bit)构成(位于MEM 单元)，如下 图所示。6116有三个控制线：CS(片选线)、OE(读线)、WE(写线)，当片选有效(CS=0)时，OE=0时进行读操作，WE=0时进行写操作，本实验将CS 常接地线。 由于存储器(MEM)最终是要挂接到CPU 上，所以其还需要一个读写控制逻辑，使得CPU 能控制MEM 的读写，实验中的读写控制逻辑如下图所示，由于T3的参与，可以保证MEM 的写脉宽与T3一致，T3由时序单元的TS3给出。IOM 用来选择是对I/O 还是对MEM 进行读写操作，RD=1时为读，WR=1时为写。 XMRD XIOR XIOW XMWR RD IOM WE T3 读写控制逻辑 实验原理图如下如所示，存储器数据线接至数据总线，数据总线上接有8 个LED 灯显示D7…D0的内容。地址线接至地址总线，地址总线上接有8个LED 灯显示A7…A0的内容，地址由地址锁存器(74LS273,位于PC&AR 单元)给出。数据开关(位于IN 单元)经一个三态门(74LS245)连至数据总线，分时给出地址和数据。地址寄存器为8位，接入6116的地址A7…A0，6116的高三位地址A10…A8接地，所以其实际容量为256字节。

实验十四 存储器扩展机读写实验

实验十四存储器扩展机读写实验 一、实验目的 （1）通过阅读并测试示例程序，完成程序设计题，熟悉静态RAM的扩展方法。 （2）了解8086/8088与存储器的连接，掌握扩展存储器的读写方法。 二、实验内容 1.实验原理（62256RAM介绍） 62256是32*8的静态存储器，管脚如图所示。其中：A0~A14为地址线，DB0~DB7为数据线，/cs为存储器的片选，/OE为存储器数据输出选通信号，/WE为数据写入存储器信号。62256工作方式如下图。 /CS /WE /OE 方式DB-~DB7 H X X 未选中高阻 L H H 读写禁止高阻 L L H 写IN L H L 读OUT 2.实验内容 设计扩展存储电器的硬件连接图并编制程序，讲字符A~Z循环存入62256扩展RAM 中，让后再检查扩展存储器中的内容。 三、程序设计 编写升序，将4KB扩展存储器交替写入55H和0AAH。 程序如下： RAMADDR EQU 0000H RAMOFF EQU 9000H COUNT EQU 800H CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE START: PROC NEAR MOV AX,RAMADDR MOV DS,AX MOV BX,RAMOFF MOV CX,COUNT MOV DL,55h MOV AX ,0AAH REP: MOV [BX],DL INC BX MOV [BX],AX INC BX LOOP REP JMP $ CODE ENDS END START 四、实验结果 通过在软件上调试，运行时能够看到内存地址的改变，证明此扩展的程序成功实现了。 五、实验心得

(整理)计算机组成实验五-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。 表2-9 6116芯片控制信号逻辑功能表

图2-7 存储器部件电路图 2. 3.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。

存储器管理实验报告.docx

操作系统实验报告 存储器管理 学院电信学院 专业计算机科学与技术 班级 14级计科一班 实验题目动态分区分配 实验组别第三组 指导老师曹华

一、实验目的 了解动态分区分配方式中使用的数据结构和分配算法，并进一步加深对动态分区存储管理方式及其实现过程的理解。 二、实验内容 用Ｃ语言分别实现采用首次适应算法和最佳适应算法的动态分区分配过程alloc()和回收过程free()。其中，空闲分区通过分区链来管理，在进行内存分配时，系统优先使用空闲区低端的空间。 请分别用首次适应算法和最佳适应算法进行内存块的分配和回收，要求每次分配和回收后显示出空闲内存分区链的情况。 三、实验主要仪器设备 软件环境：ＶＣ＋＋６编程环境 四、实验原理及设计方案 1.实验原理： 可变分区调度算法有：最先适应分配算法，循环首次适应算法，最佳适应算法，最坏适应算法。 首次适应算法（First-fit）：当要分配内存空间时，就查表，在各空闲区中查找满足大小要求的可用块。只要找到第一个足以满足要求的空闲块就停止查找，并把它分配出去； 如果该空闲空间与所需空间大小一样，则从空闲表中取消该项；如果还有剩余，则余下的部分仍留在空闲表中，但应修改区分大小和分区始址。 用户提出内存空间的申请：系统根据申请者的要求，按照一定的分配策略分析内存空间的使用情况，找出能满足请求的空闲区，分给申请者；当程序执行完毕或主动归还内存资源时，系统要收回它所占用的内存空间或它归还的部分内存空间。 最佳适应算法（Best-fit）：当要分配内存空间时，就查找空闲表中满足要求的空闲块，并使得剩余块是最小的。然后把它分配出去，若大小恰好合适，则直按分配；若有剩余块，则仍保留该余下的空闲分区，并修改分区大小的起始地址。 内存回收：将释放作业所在内存块的状态改为空闲状态，删除其作业名，设置为空，并判断该空闲块是否与其他空闲块相连，若释放的内存空间与空闲块相连时，则合并为同一个空闲块，同时修改分区大小及起始地址。 每当一个进程被创建时，内存分配程序首先要查找空闲内存分区链，从中寻找一个合适的空闲块进行划分，并修改空闲内存分区链，系统根据回收区的首址，从空闲区链中找到相应的插入点，此时出现如下四种情况： (１)回收区与插入点的前一个空闲区Ｆ１相邻接，此时可将回收区直接与Ｆ１合并，并修改Ｆ１的大小； (２)回收区与插入点的后一个空闲分区Ｆ２相邻接，此时可将回收区直接与Ｆ２合并，并用回收区的首址作为新空闲区的首址，大小为二者之和； (３)回收区同时与插入点的前后两个空闲分区邻接，此时需将三者合并； (４)回收区不与任何一个空闲区邻接，此时应建一新的表项 2.主要数据结构的说明 定义一个空闲区说明表结构

实验一扩展存储器读写实验

实验一：扩展存储器读写实验 一.实验要求 编制简单程序，对实验板上提供的外部存贮器（62256）进行读写操作。 二.实验目的 1．学习片外存储器扩展方法。 2．学习数据存储器不同的读写方法。 三.实验电路及连线 将P1.0接至L1。CS256连GND孔。 四.实验说明 1．单片机系统中，对片外存贮器的读写操作是最基本的操作。用户藉此来熟悉MCS51单片机编程的基本规则、基本指令的使用和使用本仿真实验系统调试程序的方法。 用户编程可以参考示例程序和流程框图。本示例程序中对片外存贮器中一固定地址单元进行读写操作，并比较读写结果是否一致。不一致则说明读写操作不可靠或该存储器单元不可靠，程序转入出错处理代码段（本示例程序通过熄灭一个发光二极管来表示出错）。读写数据的选用，本例采用的是55（0101，0101）与AA（1010，1010）。一般采用这两个数据的读写操作就可查出数据总线的短路、断路等，在实际调试用户电路时非常有效。 用户调试该程序时，可以灵活使用单步、断点和变量观察等方法，来观察程序执行的流程和各中间变量的值。 2．在I状态下执行MEM1程序，对实验机数据进行读写，若L1灯亮说明RAM读

写正常。 3．也可进入LCA51的调试工具菜单中的对话窗口，用监控命令方式读写RAM，在I状态执行SX0000↓ 55，SPACE，屏幕上应显示55，再键入AA，SPACE，屏幕上也应显示AA，以上过程执行效果与编程执行效果完全相同。 注：SX是实验机对外部数据空间读写命令。 4．本例中，62256片选接地时，存储器空间为0000~7FFFH。 五.实验程序框图 实验示例程序流程框图如下： 六.实验源程序： ORG 0000H LJMP START ORG 0040H START:

静态存储器实验报告

静态随机存储器实验 组员： 组号：21组 日期：周二5、6节

【实验目的】 掌握静态随机存储器RAM工作特性及数据的读/写方法。 【实验设备】 实验仪一台、PC机一台（观察波形） 【实验原理】 由一片6116（2K x 8）芯片、一片8位锁存器（74LS273）、一片8位三态门（74LS245）构成存储器原理图。 存储器实验原理图 由于存储器地址是由数据开关（input device）锁存在（273），存储器写数据也是由数据开关提供的，因此要分时给出地址和写数据。 因地址寄存器为8 位，所以接入6116 的地址为A7～A0，而高三位A8～A10 接地，所以其实际容量为256 字节。6116 有三个控制线：CE（片选线）、OE（读线）、WE（写线）。当片选有效（CE=0）时，OE=0 时进行读操作，WE=0 时进行写操作。本实验中将OE 常接地,在此情况下，当CE=0、WE=0 时进行读操作，CE=0、WE=1 时进行写操作，其写时间与T3 脉冲宽度一致。 实验时将T3 脉冲接至实验板上时序电路模块的TS3 相应插孔中，其脉冲宽度可调，其它电平控制信号由“SWITCH UNIT”单元的二进制开关模拟，其中SW-B 为低电平有效，LDAR 为高电平有效。 【实验步骤】 (1) 形成时钟脉冲信号T3。具体接线方法和操作步骤如下： ①接通电源，用示波器接入方波信号源的输出插孔H23，调节电位器W1 及W2 ，使H23 端输出 实验所期望的频率及占空比的方波。 ②将时序电路模块（STATE UNIT）单元中的ф和信号源单元（SIGNAL UNIT）中的H23 排针相连。 ③在时序电路模块中有两个二进制开关“STOP”和“STEP”。将“STOP”开关置为“RUN”状

西南交大 实验8 指令存储器与取指令部件的设计

实验8 指令存储器与取指令部件的设计 西南交大计算机组成原理实验（代码） 实验要求:建立256*16的指令存储器ROM,将它关联到元件IPM-Rom，有PC 值决定存储器地址，PC有清零，置数，自动加一，自动减一功能，并将指令输出到数码管显示。 实验原理：建立内存文件，256代表内存地址是8位，16代表内存数据是16位实验代码： PC： library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; entity PC is port(clk,reset,load,add:in std_logic; inn:in std_logic_vector(7 downto 0); output:buffer std_logic_vector(7 downto 0)); end; architecture one of PC is begin process(clk) begin --wt<=load&add; if clk'event and clk='1' then if reset='1' then output<="00000000"; else if load='1' then output<=inn; else if add='1' then output<=output+1; else output<=output-1; end if; end if; end if; end if; end process; end; FRQ：用于分频 library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; entity FRQ is port(clk_in:in std_logic; clk_out:out std_logic); end;

计算机组成原理存储器读写和总线控制实验实验报告

信息与管理科学学院计算机科学与技术 实验报告 课程名称：计算机组成原理 实验名称：存储器读写和总线控制实验 姓名：班级：指导教师：学号： 实验室：组成原理实验室 日期： 2013-11-22

一、实验目的 1、掌握半导体静态随机存储器RAM的特性和使用方法。 2、掌握地址和数据在计算机总线的传送关系。 3、了解运算器和存储器如何协同工作。 二、实验环境 EL-JY-II型计算机组成原理实验系统一套，排线若干。 三、实验内容 学习静态RAM的存储方式，往RAM的任意地址里存放数据，然后读出并检查结果是否正确。 四、实验操作过程 开关控制操作方式实验 注：为了避免总线冲突，首先将控制开关电路的所有开关拨到输出高电平“1”状态，所有对应的指示灯亮。 本实验中所有控制开关拨动，相应指示灯亮代表高电平“1”，指示灯灭代表低电平“0”。连线时应注意：对于横排座，应使排线插头上的箭头面向自己插在横排座上；对于竖排座，应使排线插头上的箭头面向左边插在竖排座上。 1、按图3－1接线图接线： 图3－1 实验三开关实验接线 2、拨动清零开关CLR，使其指示灯显示状态为亮—灭—亮。 3、往存储器写数据：

以往存储器的（FF ） 地址单元写入数据“AABB ”为例，操作过程如下： 4、按上述步骤按表3－2所列地址写入相应的数据 表3－2 5、从存储器里读数据： 以从存储器的（FF ） 地址单元读出数据“AABB ”为例，操作过程如下： (操作) (显示) (操作) (显示) (操作) (显6、按上述步骤读出表3－2数据，验证其正确性。 五、实验结果及结论 通过按照实验的要求以及具体步骤，对数据进行了严格的检验，结果是正确的，具体数据如图所示：

实验一 存储器实验

实验一存储器实验 1.FPGA中LPM_ROM定制与读出实验 一.实验目的 1、掌握FPGA中lpm_ROM的设置,作为只读存储器ROM的工作特性与配置方法。 2、用文本编辑器编辑mif文件配置ROM,学习将程序代码以mif格式文件加载于 lpm_ROM中; 3、在初始化存储器编辑窗口编辑mif文件配置ROM; 4、验证FPGA中mega_lpm_ROM的功能。 二.实验原理 ALTERA的FPGA中有许多可调用的LPM (Library Parameterized Modules)参数化的模块库,可构成如lpm_rom、lpm_ram_io、lpm_fifo、lpm_ram_dq的存储器结构。CPU 中的重要部件,如RAM、ROM可直接调用她们构成,因此在FPGA中利用嵌入式阵列块EAB 可以构成各种结构的存储器,lpm_ROM就是其中的一种。lpm_ROM有5组信号:地址信号address[ ]、数据信号q[ ]、时钟信号inclock、outclock、允许信号memenable,其参数都就是可以设定的。由于ROM就是只读存储器,所以它的数据口就是单向的输出端口,ROM中的数据就是在对FPGA现场配置时,通过配置文件一起写入存储单元的。图3-1-1中的lpm_ROM有3组信号:inclk——输入时钟脉冲;q[23、、0]——lpm_ROM的24位数据输出端;a[5、、0]——lpm_ROM的6位读出地址。 实验中主要应掌握以下三方面的内容: ⑴ lpm_ROM的参数设置; ⑵ lpm_ROM中数据的写入,即LPM_FILE初始化文件的编写; ⑶lpm_ROM的实际应用,在GW48_CP+实验台上的调试方法。 三.实验步骤 (1)用图形编辑,进入mega_lpm元件库,调用lpm_rom元件,设置地址总线宽度address[] 与数据总线宽度q[],分别为6位与24位,并添加输入输出引脚,如图3-1-1设置与连接。 (2)设置图3-1-1为工程。 (3)在设置lpm_rom数据参数选择项lpm_file的对应窗口中(图3-1-2),用键盘输入 lpm_ROM配置文件的路径(rom_a、mif),然后设置在系统ROM/RAM读写允许,以便能

存储器和IO扩展实验,计算机组成原理

科技学院 课程设计实验报告 ( 2014--2015年度第一学期) 名称：计算机组成原理综合实验题目：存储器和I/O扩展实验 院系：信息工程系 班级： 学号： 学生姓名： 指导教师：李梅王晓霞 设计周数：一周 成绩： 日期：2015 年1 月

一、目的与要求 1. 内存储器部件实验 （1）熟悉ROM芯片和RAM芯片在功能和使用方法等方面的相同和差异之处；学习用编程器设备向EEPROM芯片内写入一批数据的过程和方法。 （2）理解并熟悉通过字、位扩展技术实现扩展存储器系统容量的方案； （3）了解静态存储器系统使用的各种控制信号之间正常的时序关系； （4）了解如何通过读、写存储器的指令实现对58C65 ROM芯片的读、写操作； （5）加深理解存储器部件在计算机整机系统中的作用。 2. I/O口扩展实验 学习串行口的正确设置和使用。 二、实验正文 1．主存储器实验内容 1．1实验的教学计算机的存储器部件设计（说明只读存储器的容量、随机读写器的容量，各选用了什么型号及规格的芯片、以及地址空间的分布） 在教学计算机存储器部件设计中，出于简化和容易实现的目的，选用静态存储器芯片实现内存储器的存储体，包括唯读存储区（ROM，存放监控程序等） 和随读写存储区（RAM）两部分，ROM存储区选用4片长度8位、容量8KB 的58C65芯片实现，RAM存储区选用2片长度8位、容量2KB的6116芯片 实现，每2个8位的芯片合成一组用于组成16位长度的内存字，6个芯片被分 成3组，其地址空间分配关系是：0-1777h用于第一组ROM，固化监控程序， 2000-2777h用于RAM，保存用户程序和用户数据，其高端的一些单元作为监 控程序的数据区，第二组ROM的地址范围可以由用户选择，主要用于完成扩 展内存容量（存储器的字、位扩展）的教学实验。 1．2扩展8K字的存储空间，需要多少片58C65芯片，58C65芯片进行读写时的特殊要求 要扩展8K字的存储空间，需要使用2片（每一片有8KB容量，即芯片内由8192个单元、每个单元由8个二进制位组成）存储器芯片实现。对 58C65 ROM芯片执行读操作时，需要保证正确的片选信号（/CE）为低点平， 使能控制信号（/OE）为低电平，读写命令信号（/WE）为高电平，读58C65 ROM 芯片的读出时间与读RAM芯片的读出时间相同，无特殊要求；对58C65 ROM 芯片执行写操作时，需要保证正确的片选信号（/CE）为低电平，使能控制信 号（/OE）为高电平，读写命令信号（/WE）为低电平，写58C65 ROM芯片的 维持时间要比写RAM芯片的操作时间长得多。为了防止对58C65 ROM芯片执 行误写操作，可通过把芯片的使能控制引脚（/OE）接地来保证，或者确保读 写命令信号（/WE）恒为高电平。 1．3在实验中思考为何能用E命令直接写58C65芯片的存储单元，而A命令则有时不正确；

实验二：SRAM 静态随机存储器实验

《计算机组成原理》 实验报告 实验二：SRAM 静态随机存储器实验 学院： 专业： 班级学号： 学生姓名： 实验日期： 指导老师： 成绩评定： 计算机学院计算机组成原理实验室

实验二 一、实验名称：SRAM 静态随机存储器实验 二、实验目的： 掌握静态随机存储器RAM工作特性及数据的读写方法。 三、实验内容： 1、向存储器中指定的地址单元输入数据,地址先输入AR寄存器，在地址灯上显示;再将数据送入总线后，存到指定的存储单元，数据在数据显示灯显示。 2、从存储器中指定的地址单元读出数据, 地址先输入AR寄存器,在地址灯显示; 读出的数据送入总线, 通过数据显示灯显示。 四、实验设备： PC机一台，TD-CMA实验系统一套。 五、实验步骤： 1、关闭实验系统电源，按图2-4 连接实验电路，并检查无误，图中将用户需要连接的信号用圆圈标明。 2、将时序与操作台单元的开关KK1、KK3 置为运行档、开关KK2 置为…单步?档。 3、将CON 单元的IOR 开关置为1（使IN 单元无输出），打开电源开关，如果听到有…嘀?报警声，说明有总线竞争现象，应立即关闭电源，重新检查接线，直到错误排除。

图2-4 4、给存储器的00H、01H、02H、03H、04H 地址单元中分别写入数据11H、12H、13H、14H、15H。 由前面的存储器实验原理图（图2-1-3）可以看出，由于数据和地址由同一个数据开关给出，因此数据和地址要分时写入，先写地址，具体操作步骤为：先关掉存储器的读写（WR=0，RD=0），数据开关输出地址（IOR=0），然后打开地址寄存器门控信号（LDAR=1），按动ST 产生T3 脉冲，即将地址打入到AR 中。再写数据，具体操作步骤为：先关掉存储器的读写（WR=0，RD=0）和地址寄存器门控信号（LDAR=0），数据开关输出要写入的数据，

虚拟存储器管理实验报告

淮海工学院计算机科学系实验报告书 课程名：《操作系统》 题目：虚拟存储器管理 页面置换算法模拟实验 班级： 学号： 姓名：

一、实验目的与要求 1.目的： 请求页式虚存管理是常用的虚拟存储管理方案之一。通过请求页式虚存管理中对页面置换算法的模拟，有助于理解虚拟存储技术的特点，并加深对请求页式虚存管理的页面调度算法的理解。 2.要求： 本实验要求使用C语言编程模拟一个拥有若干个虚页的进程在给定的若干个实页中运行、并在缺页中断发生时分别使用FIFO和LRU算法进行页面置换的情形。其中虚页的个数可以事先给定（例如10个），对这些虚页访问的页地址流（其长度可以事先给定，例如20次虚页访问）可以由程序随机产生，也可以事先保存在文件中。要求程序运行时屏幕能显示出置换过程中的状态信息并输出访问结束时的页面命中率。程序应允许通过为该进程分配不同的实页数，来比较两种置换算法的稳定性。 二、实验说明 1．设计中虚页和实页的表示 本设计利用C语言的结构体来描述虚页和实页的结构。 在虚页结构中，pn代表虚页号，因为共10个虚页，所以pn的取值范围是0—9。pfn代表实页号，当一虚页未装入实页时，此项值为-1；当该虚页已装入某一实页时，此项值为所装入的实页的实页号pfn。time项在FIFO算法中不使用，在LRU中用来存放对该虚页的最近访问时间。 在实页结构中中，pn代表虚页号，表示pn所代表的虚页目前正放在此实页中。pfn代表实页号，取值范围（0—n-1）由动态指派的实页数n所决定。next是一个指向实页结构体的指针，用于多个实页以链表形式组织起来，关于实页链表的组织详见下面第4点。 2．关于缺页次数的统计 为计算命中率，需要统计在20次的虚页访问中命中的次数。为此，程序应设置一个计数器count，来统计虚页命中发生的次数。每当所访问的虚页的pfn项值不为-1，表示此虚页已被装入某实页内， 此虚页被命中，count加1。最终命中率=count/20*100%。 3．LRU算法中“最近最久未用”页面的确定 为了能找到“最近最久未用”的虚页面，程序中可引入一个时间计数器countime，每当要访问 一个虚页面时，countime的值加1，然后将所要访问的虚页的time项值设置为增值后的当前

1计算机组成原理实验3_内存储器部件实验

《计算机原理实验》实验报告3 内存储器部件实验 一、实验结果 （一）存储器读写测试验证 1、用E命令改变内存单元的值并用D命令观察结果 （1）在命令行提示符状态下输入：E 2020↙ 屏幕将显示2020内存单元原值为： 按如下形式键入：2020 原值：2222 (空格)原值：3333(空格)原值：4444(空格)原值：5555↙（2）在命令行提示符状态下输入：D 2020↙ 屏幕将显示从2020内存单元开始的值，其中2020H~2023H的值为： 2222 3333 4444 5555 （3）断电后重新启动教学实验机，用D命令观察内存单元2020~2023的值。 2020H~2023H的值为：0400 BFFF 0000 FFEF 说明了RAM 断电数据易丢失。 2、用A命令输入一段程序，执行并观察结果 （1）在命令行提示符状态下输入： A 2000↙ 屏幕将显示：2000： 按如下形式键入： 2000：MVRD R0，AAAA 2002：MVRD R1，5555 2004：AND R0，R1 2005：RET 2006：↙ （2）在命令行提示符状态下输入： T 2000 ↙

R0的值变为：AAAA T↙ R1的值变为：5555 T↙ R0的值变为：0000 （3）在命令行提示符状态下输入： G 2000 运行输入的程序。 （4）在命令行提示符状态下输入： R ↙ 屏幕显示： R0=0000 R1= 5555 R2= 00BF 二、思考题 1、深入理解内存分成ROM存储区和RAM存储区两部分的理由。 答：ROM是只读存储器的简称，是一种只能读出事先所存数据的固态半导体存储器，其特性是一旦储存资料就无法再将至改变或删除。RAM是随机存储器，存储单元的内容可按需随意取出或存入，且存取的速度与存储单元的位置无关的存储器，这种存储器断电时将丢失其存贮内容，故主要用于存储段时间使用的程序。

实验五存储器读写实验报告

实验五存储器读写实验报告 实验报告 课程名：《计算机组成原理》题目：实验五存储器读写班级：计算机+ 自动化0901班姓名：张哲玮，郑俊飞 《计算机组成原理》实验报告- 1 - 实验五、存储器读写实验 一、目的与要求 (1)掌握存储器的工作特性 (2)熟悉静态存储器的操作过程，验证存储器的读写方法 二、实验原理及原理图 (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字节的静态存储器芯片，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CS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;WE 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;0E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。

6116芯片控制信号逻辑功能表 (2).存储器实验单元电路 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3根地址线A11-A8接地也没有多片联用问题，片选信号CS接地使芯片总是处于被选中状态。芯片的WE和0E信号分别连接实验台的存储器写信号M-W和存储器读信号M-Ro这种简化了控制过程的实验电路可方便实验进行。 存储器部件电路图 (3)?存储器实验电路 存储器读\写实验需三部分电路共同完成:存储器单元(MEM UNIT),地址寄存器单元(ADDRESS UNIT)和输入，输出单元(INPUT/OUTPIT UNIT).存储器单元6116芯片为中心构成，地址寄存器单元主要由一片74LS273组成，控制信号B-AR的作用是把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。

存储器实验报告

计组实验三实验报告 实验日期：2015 年4 月14 日学号：201308010227 姓名：吴晗 实验名称：存储器实验总分： 一．实验内容 1.随机存储器RAM的工作特性及使用方法 2.RAM数据存储和读取的工作原理 3.LPM类存储元件的定制 二．实验原理 原理图：

三．实验电路图： RAM电路图： addr[7..0]:地址输入 clk:时钟信号 we,rd;mem:控制信号，高电平有效 Initial_file.mif文件： 存储器电路图： i[7..0]:数据输入l[7..0]:总线数据 sw_bus:pc_bus:三态门控制信号 ld161,clr161,pc161:74161控制信号，控制置数，读取，清零，计数 ldar:74273控制信号 w,r,m:RAM控制信号

仿真图： 仿真说明： 时间参数：End Time：2.0us Grid Size：100ns 端口说明： clk：时钟信号 i[7..0]:数据输入l[7..0]:总线数据 sw_bus:pc_bus:三态门控制信号，控制数据输出到总线 ld161,clr161,pc161:74161控制信号，控制置数，读取，清零，计数 ldar:74273控制数据从总线读入 w,r,m:RAM控制信号 仿真说明： 0-100ns：无操作 100-200ns：sw_bus为0有效，从i读入01,74161置数状态，RAM默认状态，总线

数据01 200-300ns：sw_bus为0有效，pc_bus无效，从i读入01,74161保持状态，RAM默认状态，总线数据01 300-400ns：pc_bus为0有效，sw_bus无效，74161保持状态，RAM默认状态，总线数据01，ldar为1，跳入下一个地址 400-500ns：sw，pc_bus无效，74161保持状态，RAM读取状态，读取E1，总线E1 500-600ns：sw，pc_bus无效，74161保持状态，RAM读取状态，读取D2，总线D2 600-700ns：sw，pc_bus无效，74161保持状态，RAM写入状态，总线输入EE，写入RAM 700-800ns：sw，pc_bus无效，74161保持状态，RAM读取状态，读取EE，总线EE 800-900ns：pc_bus为0有效，sw_bus无效，74161计数加1状态，RAM默认状态，总线数据01在上升沿时变为02 900-1000ns：pc_bus为0有效，sw_bus无效，74161计数加1状态，RAM默认状态，总线数据02在上升沿时变为03，ldar为1，跳入下一个地址1000-1100ns：sw，pc_bus无效，74161保持状态，RAM读取状态，读取F3，总线EE在上升沿变为F3 1100-1200ns：sw，pc_bus无效，74161保持状态，RAM读取状态，读取F3，总线F3 仿真结论：仿真结果与理论相符，仿真成功 五．硬件验证 管脚分配： 选择FLEX10K-EPF10K20TC144-4器件下载验证与仿真结果相符，实验成功。

微机原理实验---存储器的扩展实验

深圳大学实验报告 课程名称：_____________ 微机计算机设计__________________ 实验项目名称：静态存储器扩展实验______________ 学院：_________________ 信息工程学院____________________ 专业：_________________ 电子信息工程____________________ 指导教师：____________________________________________ 报告人：________ 学号：2009100000班级：＜1＞班 实验时间：_______ 2011.05. 05 实验报告提交时间：2011. 05. 31 教务处制 一、实验目的 1. 了解存储器扩展的方法和存储器的读/ 写。 2. 掌握CPU寸16位存储器的访问方法。 二、实验要求

编写实验程序，将OOOOH H OOOFH共16个数写入SRAM的从0000H起始的一段空间中，然后通过系统命令查看该存储空间，检测写入数据是否正确。 三、实验设备 PC 机一台，TD-PITE 实验装置或TD-PITC 实验装置一套。 四、实验原理 1、存储器是用来存储信息的部件，是计算机的重要组成部分，静态RAM是由MOS 管组成的触发器电路，每个触发器可以存放1 位信息。只要不掉电，所储存的信息就不会丢失。此，静态RAM工作稳定，不要外加刷新电路，使用方便。 2、本实验使用两片的62256芯片，共64K字节。本系统采用准32位CPU具有16 位外部数据总线，即D0 D1、…、D15,地址总线为BHE^(#表示该信号低电平有效)、BLE#、A1、A2、…、A20。存储器分为奇体和偶体，分别由字节允许线BH四和BLE#选通。存储器中，从偶地址开始存放的字称为规则字，从奇地址开始存放的字称为非规则字。处理器访问规则字只需要一个时钟周期，BH即和BLE #同时有效，从而同时选通存储器奇体和偶体。处理器访问非规则字却需要两个时钟周期，第一个时钟周期BH即有效，访问奇字节；第二个时钟周期BLE#有效，访问偶字节。处理器访问字节只需要一个时钟周期，视其存放单元为奇或偶，而BH四或BLE#有效，从而选通奇体或偶体。 五、实验过程 1、按图接线好电路。 2. 编写实验程序，经编译、链接无误后装入系统。 实验部分代码如下： STACK SEGMENT STACK DW 32 DUP(?) STACK ENDS CODE SEGMENT START PROC FAR ASSUME CS:CODE MOV AX, 8OOOH ; MOV DS, AX AAO: MOV SI, OOOOH ; MOV CX, OO1OH MOV AX, OOOOH AA1: MOV [SI], AX

实验一存储器实验

实验一存储器实验 1．FPGA中LPM_ROM定制与读出实验 一．实验目的 1、掌握FPGA中lpm_ROM的设置，作为只读存储器ROM的工作特性和配置方法。 2、用文本编辑器编辑mif文件配置ROM，学习将程序代码以mif格式文件加载于 lpm_ROM中； 3、在初始化存储器编辑窗口编辑mif文件配置ROM； 4、验证FPGA中mega_lpm_ROM的功能。 二．实验原理 ALTERA的FPGA中有许多可调用的LPM (Library Parameterized Modules)参数化的模块库，可构成如lpm_rom、lpm_ram_io、lpm_fifo、lpm_ram_dq的存储器结构。CPU 中的重要部件，如RAM、ROM可直接调用他们构成，因此在FPGA中利用嵌入式阵列块EAB可以构成各种结构的存储器，lpm_ROM是其中的一种。lpm_ROM有5组信号：地址信号address[ ]、数据信号q[ ]、时钟信号inclock、outclock、允许信号memenable，其参数都是可以设定的。由于ROM是只读存储器，所以它的数据口是单向的输出端口，ROM中的数据是在对FPGA现场配置时，通过配置文件一起写入存储单元的。图3-1-1中的lpm_ROM有3组信号：inclk——输入时钟脉冲；q[23..0]——lpm_ROM的24位数据输出端；a[5..0]——lpm_ROM的6位读出地址。 实验中主要应掌握以下三方面的内容： ⑴lpm_ROM的参数设置； ⑵lpm_ROM中数据的写入，即LPM_FILE初始化文件的编写； ⑶lpm_ROM的实际应用，在GW48_CP+实验台上的调试方法。 三．实验步骤 （1）用图形编辑，进入mega_lpm元件库，调用lpm_rom元件，设置地址总线宽度address[]和数据总线宽度q[]，分别为6位和24位,并添加输入输出引脚，如图3-1-1设置和连接。 （2）设置图3-1-1为工程。 （3）在设置lpm_rom数据参数选择项lpm_file的对应窗口中（图3-1-2），用键盘输入