实验二-静态随机存储器-(罗忠霖)
静态随机存储器工作原理
静态随机存储器工作原理
静态随机存储器（Static Random Access Memory，SRAM）是
一种用于计算机内存的存储设备，其工作原理是利用存储电路中的稳定电荷储存信息。
SRAM由一组双稳态触发器构成，每个触发器可以储存一个
二进制位（bit），这些触发器以交叉反馈方式连接，形成稳
定的存储单元。
每个存储单元都有两个稳定的状态，即0和1，分别对应着低电平和高电平的电信号。
SRAM的读写操作是通过控制信号来完成的。
当要读取某个
存储单元的值时，控制电路将相应行线选通，并将其连接到读取电路，读取电路通过放大和判别电路将单元的电平状态转换为相应的输出信号。
当要写入某个存储单元的值时，控制电路将相应行线选通，并将写入数据送入存储单元，存储单元根据输入数据的电平状态来改变其状态。
SRAM相对于动态随机存储器（DRAM）来说，具有读写速
度快、读写可靠性高的特点，但也相应占用较大的面积和功耗较高。
因此，在计算机系统中，SRAM通常用于高速缓存等
需要快速读写的存储器部分。
静态随机存储器实验报告
静态随机存储器实验报告1. 背景静态随机存储器(SRAM)是一种用于存储数据的半导体器件。
与动态随机存储器(DRAM)相比，SRAM速度更快、功耗更低，但成本更高。
SRAM通常用于高速缓存、寄存器文件和数据延迟线等需要快速访问的应用。
本实验旨在通过设计和实现一个简单的SRAM电路来深入了解SRAM的工作原理和性能特点。
2. 设计和分析2.1 SRAM基本结构SRAM由存储单元组成，每个存储单元通常由一个存储电容和一个存储转换器(存储反转MOSFET)组成。
存储电容用于存储数据位，存储转换器用于读取和写入数据。
存储单元按照空间布局进行编址，每个存储单元都有一个唯一的地址。
地址线和控制线用于选择要读取或写入的存储单元。
SRAM还包括写入电路、读取电路和时钟控制电路等。
2.2 SRAM工作原理在SRAM中，数据是以二进制形式存储。
写入操作通过将所需的位值写入存储电容来完成。
读取操作通过将控制信号应用到存储单元和读取电路上来完成。
读取操作的过程如下： 1. 选择要读取的存储单元，将其地址输入到地址线上； 2. 控制信号使存储单元的存储转换器进入放大模式，将存储电容中的电荷放大到可观测的输出电压； 3. 读取电路将放大后的信号恢复到合适的电平，供外部电路使用。
写入操作的过程如下： 1. 选择要写入的存储单元，将其地址输入到地址线上； 2. 控制信号使存储单元的存储转换器进入写入模式； 3. 将数据位的值输入到写入电路； 4. 控制信号触发写入电路将输入的值写入存储电容。
2.3 SRAM性能指标SRAM的性能指标主要包括存储体积、访问速度、功耗和稳定性。
存储体积是指存储单元和控制电路的总体积，通常以平方毫米(㎡)为单位衡量。
访问速度是指读写操作的平均时间。
它受到电路延迟、线材电容和电阻等因素的影响。
功耗是指SRAM在正常操作期间消耗的总功率，通常以毫瓦(mW)为单位衡量。
功耗由静态功耗和动态功耗组成，其中静态功耗是在存储器处于静止状态时消耗的功率，动态功耗是在读取和写入操作期间消耗的功率。
静态随机存储器实验实验报告
静态随机存储器实验实验报告摘要：本实验通过对静态随机存储器(SRAM)的实验研究，详细介绍了SRAM的工作原理、性能指标、应用领域以及实验过程和结果。
实验使用了仿真软件，搭建了SRAM电路，通过对不同读写操作的观察和分析，验证了SRAM的可靠性和高速性。
一、引言静态随机存储器(SRAM)是一种常用的存储器类型，被广泛应用于计算机系统和其他电子设备中。
它具有存储速度快、数据可随机访问、易于控制等优点，适用于高速缓存、寄存器堆以及其他要求高速读写和保持稳定状态的场景。
本实验旨在通过设计和搭建SRAM电路，深入理解SRAM的工作原理和性能指标，并通过实验验证SRAM的可靠性和高速性。
二、实验设备和原理1. 实验设备本实验使用了以下实验设备和工具：- 电脑- 仿真软件- SRAM电路模块2. SRAM原理SRAM是由静态触发器构成的存储器，它的存储单元是由一对交叉耦合的反相放大器构成。
每个存储单元由6个晶体管组成，分别是两个传输门、两个控制门和两个负反馈门。
传输门被用于读写操作，控制门用于对传输门的控制，负反馈门用于保持数据的稳定状态。
SRAM的读操作是通过将存储单元的控制门输入高电平，将读取数据恢复到输出端。
写操作是通过将数据线连接到存储单元的传输门，将写入数据传输到存储单元。
三、实验过程和结果1. 设计电路根据SRAM的原理和电路结构，我们设计了一个8位的SRAM 电路。
电路中包括8个存储单元和相应的读写控制线。
2. 搭建电路通过仿真软件，我们将SRAM电路搭建起来，连接好各个线路和电源。
确保电路连接正确无误。
3. 进行实验使用仿真软件中提供的读写操作指令，分别进行读操作和写操作。
观察每个存储单元的输出情况，并记录数据稳定的时间。
4. 分析实验结果根据实验结果，我们可以得出以下结论：- SRAM的读操作速度较快，可以满足高速读取的需求。
- SRAM的写操作也较快，但需要保证写入数据的稳定性和正确性。
静态随机存取存贮器实验
计算机组成原理实验报告
写数据：
1、传入数据的存储地址：
照连线图连接实验仪
使nWR = 1，nRD = 1，IN单元的nCS=0、nRD=0（即为禁止对存贮器读写），将IN单元中的地址数据输出
MAR单元的nMAROE = 0,允许MAR中锁存的地址数据输出到地址总线上；wMAR = 0，允许写MAR，按CON单元的STEP键一次，依次发出T1、T2、T3信号，在T3的下降沿，IN单元给出的地址数据锁存到MAR中。
2、写数据在存储地址上
禁止对存储器6116的读写（nWR = 1，nRD = 1）、MAR的写（wMAR = 1）；
IN单元的拨动开关给出8位数据，IN单元的nCS=0、nRD=0，允许IN单元
输出；
允许对6116写（M_nIO = 1，nRD = 1, nWR = 0）,按uSTEP键三次，在T2
的下降沿，数据写入存储器6116中。
3读取数据
通过in单元给出地址，并紧张in单元输出数据
使 M_nIO = 1，nRD = 0, nWR = 1
在T2、T3信号有效时，6116向数据总线输出数据
实验结果
分析。
静态随机存储器实验实验报告
静态随机存储器实验实验报告一、实验目的本次静态随机存储器实验的目的在于深入了解静态随机存储器（SRAM）的工作原理、存储结构和读写操作，通过实际操作和数据观测，掌握 SRAM 的性能特点和应用方法，并培养对数字电路和存储技术的实践能力和问题解决能力。
二、实验原理静态随机存储器（SRAM）是一种随机存取存储器，它使用触发器来存储数据。
每个存储单元由六个晶体管组成，能够保持数据的状态，只要电源不断电，数据就不会丢失。
SRAM 的读写操作是通过地址线选择存储单元，然后通过数据线进行数据的读取或写入。
读操作时，被选中单元的数据通过数据线输出；写操作时，数据通过数据线输入到被选中的单元。
三、实验设备与材料1、数字电路实验箱2、静态随机存储器芯片（如 6116 等）3、示波器4、逻辑分析仪5、导线若干四、实验步骤1、连接实验电路将静态随机存储器芯片插入实验箱的相应插槽。
按照实验原理图，使用导线连接芯片的地址线、数据线、控制线与实验箱上的控制信号源和数据输入输出端口。
2、设置控制信号通过实验箱上的开关或旋钮，设置地址线的输入值，以选择要操作的存储单元。
设置读写控制信号，确定是进行读操作还是写操作。
3、进行写操作当读写控制信号为写时，通过数据输入端口输入要写入的数据。
观察实验箱上的相关指示灯或示波器，确认数据成功写入存储单元。
4、进行读操作将读写控制信号切换为读。
从数据输出端口读取存储单元中的数据，并与之前写入的数据进行对比，验证读取结果的正确性。
5、改变地址，重复读写操作更改地址线的值，选择不同的存储单元进行读写操作。
记录每次读写操作的数据，分析存储单元的地址与数据之间的对应关系。
6、使用逻辑分析仪观测信号将逻辑分析仪连接到实验电路的相关信号线上，如地址线、数据线和控制信号线。
运行逻辑分析仪，捕获读写操作过程中的信号波形，分析信号的时序和逻辑关系。
五、实验数据与结果1、记录了不同地址下写入和读取的数据，如下表所示：｜地址｜写入数据｜读取数据｜｜｜｜｜｜ 0000 ｜ 0101 ｜ 0101 ｜｜ 0001 ｜ 1010 ｜ 1010 ｜｜ 0010 ｜ 1100 ｜ 1100 ｜｜ 0011 ｜ 0011 ｜ 0011 ｜｜｜｜｜2、通过逻辑分析仪观测到的读写控制信号、地址信号和数据信号的波形图，清晰地展示了读写操作的时序关系。
计算机组成原理 - 实验二存储器实验_
操作步骤
接线图中OO1、OO2、OOE1、OOE2是四个观察记数的 指示灯，其中OO1、OO2是写信号记数，OOE1、OOE2 是读信号记数。FULL及EMPTYy是满和空标志灯。
实验时，先拨动CLR开关使FIFO清空。然后给INPUT DEVICE单元中置一个数，按动START，此时将此数写入 到FIFO中，依次写四次后，FULL满标志置位。此时再也 写不进去，然后连续按动KK2-读信号，将顺序读出所存 的四个数，从总线显示灯检查结果是否与理论值一致。
C3=FIFOWR&O2&!O1; C4=FIFOWR&O2&O1; EMPTY=(OE==O)&!FLAGG; FULL=(OE==O)&FLAGG; END
25
26
3.LS273模块（ls273.abl）
MODULE LS273
"INPUT
CLK
PIN ;
I7,I6,I4,I3,I2,I1,I0 PIN ;
OE.CLK=FIFORD;
O.CLK=!FIFOWR;
24
OE.AR=!RST; O.AR=!RST; FLAGG.CLK=FIFOWR; FLAGG.AR=(!FIFORD)#(!RST); FLAGG:=1; WHEN OE==3 THEN OE:=0 ELSE OE:=OE+1; WHEN O==3 THEN O:=0 ELSE O:=O+1; C1=FIFOWR&!O2&!O1; C2=FIFOWR&!O2&O1;
7
三．实验内容
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。
静态随机存储器实验报告
静态随机存储器实验报告一、实验目的本次实验旨在通过搭建静态随机存储器电路，了解其基本原理和操作流程，并掌握静态随机存储器的读写操作。
二、实验原理1. 静态随机存储器（Static Random Access Memory，简称SRAM）是一种使用触发器作为存储单元的半导体存储器。
与动态随机存储器（Dynamic Random Access Memory，简称DRAM）相比，SRAM 具有更快的读写速度和更低的功耗。
2. SRAM通常由若干个存储单元组成，每个存储单元包含一个触发器和一个选择开关。
选择开关用于控制读写操作。
3. 在SRAM中，读操作和写操作都需要先将地址信号送入地址译码器中进行译码，然后将译码结果送入选择开关中。
对于读操作，选择开关将对应地址处的数据输出到数据总线上；对于写操作，则将数据输入到对应地址处。
1. 按照电路图搭建SRAM电路，并连接上电源和示波器。
2. 将地址信号输入到地址译码器中，并将译码结果送入选择开关中。
3. 进行读操作：将读使能信号输入到选择开关中，并观察示波器上的输出波形。
可以看到，对应地址处的数据被输出到了数据总线上。
4. 进行写操作：将写使能信号输入到选择开关中，并将需要写入的数据输入到对应地址处。
再次进行读操作，可以看到读出的数据已经被更新为新写入的数据。
四、实验结果与分析1. 实验中，我们成功搭建了SRAM电路，并进行了读写操作。
2. 通过观察示波器上的波形，可以看到SRAM具有快速响应和稳定性好等特点。
3. 实验结果表明，SRAM在存储器中具有重要作用，在计算机系统中得到广泛应用。
通过本次实验，我们深入了解了SRAM的基本原理和操作流程，并掌握了其读写操作方法。
同时，也加深了对存储器在计算机系统中的重要性认识。
实验二存储器实验
原 ①接通电源，用示波器接入方波信号源的输出插孔H24，调节电位器
理 W1，使H24端输出实验所期望的频率的方波。
实 ②将时序电路模块中的ф和H23排针相连。 验
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”状态、“STEP”开关置为“EXEC”状
态时，按动微动开关START，则T3输出为连续的方波信号，此时调
节电位器W1，用示波器观察，使TS3端输出实验要求的脉冲信号。
当“STOP”开关置为“RUN”状态、“STEP”开关置为“STEP”
状态时，每按动一次微动开关START，则T3 输出一个单脉冲，其脉
冲宽度与连续方式相同。
④关闭电源。
7
计
算
四、实验步骤
机
组
成 ⑵ 按如下图所示，连接实验线路，仔细查线
理
实
控制信号
写地址
写内容
读内容
验
SW-B
LDAR
CE
WE
14
计
算
机
组 (2)向存储器的00H,01H,02H,03H,04H,05H,06H地址
成
单元分别写入数据
原 理
AAH,55H,33H,44H,66H,08H,F0H(十六进制).
实
验
15
计 算
六、思考题
机
组
成
原 ①存储器在写操作和读操作的过程中
理 实 验
6. 本实验中存储器能够存储的最大容量是多少？ PC、AR寄存器的位数是多少？存储器的每个
单元能存放的最大整数和最小整数是多少？
7. 存储器本身是怎样存取数据的？本实验中是 如何控制内存的读和写？
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集美大学计算机工程学院实验报告
课程名称：计算机组成原理指导教师：汪志华实验成绩：实验项目编号： 3.6实验项目名称：静态随机存储器实验
班级：计算1013姓名：何荣贤
罗忠霖学号：2010810071
2010810072
上机实践日期：2012/11/15上机实践时间：2学时
一、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。
二、实验设备
（1）TDN-CM+或TDN-CM++教学实验系统一套；
（2）PC机（或示波器）一台；
三、实验原理
⑴、在此实验中，所用的半导体静态存储器又一片6116（2K×8）构成，其数据线接至
数据总线，地址线又地址锁存器（74LS273）给出。
地址灯AD7-AD0与地址线连，
显示地址线内容。
数据开关经三态门（74LS245）连至数据总线，分时给出地址和
数据。
⑵、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，在本实验中，将OE 常接地，因此6116的引脚信号WE = 1时进行度操作，WE = 0时进行写操作。
⑶、要对存储器进行读（写）操作，必须设置控制端CE=0,WE=0（WE=1），同时有T3
脉冲到来。
⑷、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（在本实验中影响不大），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（三态门）为低电平有效，LDAR为高电平有效。
四、实验步骤
（1）将时序电路模块中的Φ和H23排针相连。
将时序电路模块中的二进制开关
“STOP”设置为“RUN”状态、将“STEP”设置为"STEP"状态。
注意:关于stop
和step的说明: 将“STOP”开关置为“Run"状态、“STEP”开关置为“EXEC”
状态时，按动微动开关START，则T3输出为连续的方波信号，此时调节电位器
W1，用示波器观察，使T3输出实验要求的脉冲信号。
当“STOP”开关置为
“RUN”状态、“STEP”开关置为"STEP"状态时，每按动一次微动开关START，
则T3输出一个单脉冲，其脉冲宽度与连续方式相同。
（2）按图2连接实验线路，仔细查线无误后接通电源。
（3）
⑴、向存储器指定的地址送入数据，如：向00单元中输入11.步骤如下：
①、向地址寄存器AR中输入地址00的流程如下：
CE=1（存储器无效）
按START发T3脉冲
②、输入要存放的数据11的流程如下：
CE=0 WE=1
发T3脉冲
③、重复1、2操作步骤继续向下面的几个地址中输入下述数据:
⑷、从存储器指定的地址中读出数据，
①.如在00中读出流程如下：
LDAR=1 LDAR=0
发T3脉冲 CE=0
②.同样从其它4个地址: 01 ,02 ,03 , 04中读出数据，观察地址显示灯, 数据显示灯
和数码显示管的变化，并检查是否和输入的数据一致。
五、实验结果
步骤3向存储器指定的地址输入数据结果：
步骤4中，地址显示灯, 数据显示灯和数码显示管的变化，和输入的数据一致。
六、实验小结。