计算机组成原理实验静态随机存储器
静态随机存储器实验报告 计算机组成原理
1．接线：MBUSB连US2；
EXJ1连BUS3；
跳线器J22的T3连TS3；
跳线器J16的SP连H23。
2．跳线器SWB、CE、WE、LDAR拨在左边（手动位置）。
3．接通电源。
四、实验结论和体会
1．通过本次实验，我掌握了静态随机存储器RAM工作特性，还掌握了数据的读写方法。
2．本次实验按照老师的要求，我选取了如下三组数：
1)0100 0100
0011 0011
2)1000 1000
1110 1110
3)110数据依次存入到相应地址中，并成功读取了写入地址单元的内容，内容与写入的一致。
3．本次实验还让我学到了团队合作的重要性，线路是我和搭档两个人接的，我们两个人很好的合作，最后，成功地完成了实验，本次实验，我受益匪浅。
《计算机组成与结构》课程实验报告
实验名称
静态随机存储器实验
实验序号
3
实验日期
2013.3.29
姓名
院系
计算机
班级
学号
专业
计算机科学与技术
指导教师
成绩
一、实验目的及要求
1．掌握静态随机存储器RAM工作特性及；
2．掌握数据的读写方法。
三、实验内容
1．形成时钟脉冲信号T3。在时序电路模块中有两个二进制开关“运行控制”和“运行方式”。将“运行控制”开关置为“运行”状态、“运行方式”开关置为“单步”状态，每按动“启动运行”开关，则T3输出一个正单脉冲，其脉冲宽度与连续方式相同。
2．给存储器的00地址单元中写入数据11。SWB=1；KD0~KD7=00000000；SWB=0；CE=1；SWB=0；CE=1；LDAR=1；T3启动运行；SWB=1；KD0~KD7=00010001；SWB=0；LDAR=0；SWB=0；CE=0；WE=1；LDAR=0；T3启动运行；
北科大计组原理实验报告_静态随机存储器
北京科技大学计算机与通信工程学院实验报告实验名称：静态随机存储器学生姓名：专业：计算机科学与技术班级：学号：指导教师：实验成绩：实验地点：机电楼301实验时间：2015 年 6 月 1 日一、实验目的与实验要求1、实验目的（1）掌握微程序控制器的组成原理；（2）掌握微程序的编制、写入方法；（3）观察并掌握微程序的运行过程；（4）掌握静态随机存储器的基本结构；（5）掌握静态随机存储器RAM工作特性及数据的读写方法。
2、实验要求（1）验证性实验：微程序控制器实验（2）用QuartusⅡ软件编写一个静态随机存储器二、实验设备（环境）及要求实验箱，Window 8，QuartusⅡ软件三、实验内容与步骤1、实验1（1）实验原理微程序控制器的基本任务是完成当前指令的翻译和执行，即将当前指令的功能转换成可以控制的硬件逻辑部件工作的微命令序列，完成数据传送和各种处理操作。
它的执行方法就是将控制各部件动作的微命令的集合进行编码，即将微命令的集合仿照机器指令一样，用数字代码的形式表示，这种表示成为微命令。
这样就可以用一个由多条微指令组成的序列表示一条机器指令，这种微指令序列称为微程序。
微程序存储在一种专用的存储器中，成为控制存储器，微程序控制器原理框图如图3.25所示。
本实验所用的微程序控制器单元主要有编程部分和核心微控器组成，如图3.26所示。
本实验中的微指令字长共24位，控制位顺序如表3.8所示。
本实验安排了四条机器指令，分别为ADD（0000 0000）、IN（0010 0000）、OUT（0011 0000）和HLT（0101 0000），括号中为各指令的二进制代码，指令格式如表3.9所示，其中高4位为操作码。
实验中的4条机器指令由CON单元的二进制开关手动给出，其余单元的控制信号均由微程序控制器自动产生，为此可以设计出相应的数据通路图，见图3.27所示。
将全部微程序按微指令格式变成二进制微代码，可得到表3.10的二进制代码表。
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。
2021年静态随机存储器实验实验报告
**大学实验（实训）报告实验名称运算器、存储器所属课程计算机组成与结构所在系计算机科学与技术班级学号姓名指导老师实验日期试验静态存放器试验2.1. 试验目掌握静态存放器RAM工作特征及数据读写方法。
2.2. 试验内容给存放器00H、 01H、 02H、 03H、 04H 地址单元中分别写入数据 11H、 12H、 13H、14H、 15H, 再依次读出数据。
2.3. 试验设备TDN-CM++计算机组成原理教学试验系统一台, 排线若干。
2.4. 试验原理试验所用静态存放器由一片6116（2K×8bit）组成（位于MEM单元）, 如图2-1所表示。
6116有三个控制线: CS（片选线）、 OE（读线）、 WE（写线）, 其功效以下图, 当片选有效（CS=0）时, OE=0时进行读操作,WE=0时进行写操作, 本试验将CS常接地。
图2-1 SRAM 6116 引脚图因为存放器最终挂接到CPU上, 所以还需要一个读写控制逻辑, 使得CPU能控制MEM 读写, 试验中读写控制逻辑如图2-2所表示, 因为T3参与, 能够确保MEM写脉宽与T3一致, T3由时序单元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。
试验原理如图2-3所表示, 存放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 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内容, 地址由地址锁存器给出。
数据开关经一个三态门连至数据总线, 分时给出地址和数据。
地址寄存器为8位, 接入6116地址A7…A0, 6116高三位地址A10…A8接地, 所以其实际容量为256字节。
MRMW D7 —————D0D7 —————D0A7 —————A0OE CST3 IOMRD WE读写译码RD WR74LS27374LS245IN 单元AD7|||AD0LDARIOR IN_BA10 —A8————————————————————----—————6116图2-3 存放器试验原理图试验箱中全部单元时序都连接至时序与操作台单元, CLR 都连接至CON 单元CLR 按钮。
《计算机组成原理》存储器实验报告
《计算机组成原理》实验报告学院：计算机学院专业：交通工程班级学号：AP0804114学生姓名：黄佳佳实验日期：2010.11.30指导老师：李鹤喜成绩评定：五邑大学信息学院计算机组成原理实验室存储器读写实验一、实验目的：掌握半导体静态随机存储器RAM的特性和使用方法。
掌握地址和数据在计算机总线的传送关系。
了解运算器和存储器如何协同工作。
二、预习要求：预习半导体静态随机存储器6116的功能。
三、实验设备：EL-JY-II8型计算机组成原理实验系统一套，排线若干。
四、电路组成：电路图见图3-1，6116的管脚分配和功能见图3-2。
图3-1 存储器电路图3-2（a）6116管脚分配图3-2（b）6116功能五、实验步骤Ⅰ、单片机键盘操作方式实验注：在进行单片机键盘控制实验时，必须把K4开关置于“OFF ”状态，否则系统处于自锁状态，无法进行实验。
1. 实验连线：实验连线图如图3－4所示。
连线时应按如下方法：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。
图3－4 实验三键盘实验接线图2．写数据：拨动清零开关CLR ，使其指示灯显示状态为亮—灭—亮。
在监控指示灯滚动显示【CLASS SELECt 】时按【实验选择】键，显示【ES--_ _ 】输入03或3，按【确认】键，监控指示灯显示为【ES03】，表示准备进入实验三程序，也可按【取消】键来取消上一步操作，重新输入。
再按【确认】键，进入实验三程序， 监控指示灯显示为【CtL= - -】，输入1,表示准备对RAM 进行写数据，在输入过程中，可按【取消】键进行输入修改。
按 【确认】键，监控指示灯显示【Addr- -】，提示输入2位16进制数地址，输入“00”按【确认】键，监控指示灯显示【dAtA 】，提示输入写入存储器该地址的数据（4位16进制数），输入“3344”按【确认】键，监控指示灯显示【PULSE 】，提示输入单步，按【单步】键，完成对RAM 一条数据的输入，数据总线显示灯（绿色）显示“0011001101000100”，即数据“3344”，地址显示灯显示“0000 0000”，即地址“00”，监控指示灯重新显示【Addr- -】，提示输入第二条数据的2位十六进制的地址。
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。
实验二、静态存储器的写读
实验报告课程名称计算机组成原理与系统结构试验试验名称 3.6静态随机存储器实验1. 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。
2.实验设备TDN－CM＋＋计算机组成原理教学实验系统一台，排线若干。
PC机一台。
3.实验原理实验所用的半导体静态存储器电路原理如图3.6-1所示，实验中的静态存储器由一片6116(2K×8)芯片构成，其数据线接至数据总线，地址线由地址锁存器(74LS273)给出。
地址灯AD0--AD7与地址线相连，显示地址线状况。
数据开关经一三态门(74LS245)连至数据总线，分时给出地址和数据。
图3.6-1 存储器实验原理图因地址寄存器为8位，所以接入6116芯片的地址A7—A0，而高三位A8—A10接地，所以其实际容量为256字节。
6116芯片有三个控制线：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。
4.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和占空比的方波。
②将时序电路模块(STATE UNIT)单元中的φ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”状态、“STEP”开关置为“EXEC”状态时，按动微动开关START，则TS3端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。
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实验二SRAM 静态随机存储器实验
存储器是计算机各种信息存储与交换的中心。
在程序执行过程中，所要执行的指令是从存储器中获取，运算器所需要的操作数是通过程序中的访问存储器指令从存储器中得到，运算结果在程序执行完之前又必须全部写到存储器中，各种输入输出设备也直接与存储器交换数据。
把程序和数据存储在存储器中，是冯·诺依曼型计算机的基本特征，也是计算机能够自动、连续快速工作的基础。
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
PC机一台，TD-CMA实验系统一套。
三、实验原理
实验所用的静态存储器由一片6116（2K×8bit）构成（位于MEM单元），如图2-1所示。
6116有三个控制线：CS（片选线）、OE（读线）、WE（写线），其功能如表2-1所示，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。
图2-1 SRAM 6116引脚图
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图2-2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。
表2-1 SRAM 6116功能表
CS WE OE功能
1 0 0 0×
1
×
1
不选择
读
写
写
XMRD
XMWR
XIOW XIOR
RD
T3WR
图2-2 读写控制逻辑
实验原理图如图2-3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。
RD WR
图2-3 存储器实验原理图
实验箱中所有单元的时序都连接至时序与操作台单元，CLR 都连接至CON 单元的CLR 按钮。
实验时T3由时序单元给出，其余信号由CON 单元的二进制开关模拟给出，其中IOM 应为低（即MEM 操作），RD 、WR 高有效，MR 和MW 低有效，LDAR 高有效。
四、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 实验接线图
(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2-3）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，打开输入三态门（IOR=0），然后使存储器处于写状态（WR=1，RD=0，IOM=0），按动ST产生T3
脉冲，即将数据打入到存储器中。
写存储器的流程如图2-5所示（以向00地址单元写入11H为例）：
WR = 0
RD = 0
IOM = 0
IOR = 0
LDAR = 0
WR = 0
RD = 0
IOM = 0
IOR = 0
LDAR = 1
T3=
WR = 0
RD = 0
IOM = 0
IOR = 0
LDAR = 0
WR = 1
RD = 0
IOM = 0
IOR
= 0
LDAR = 0
T3=
图2-5 写存储器流程图
(5) 依次读出第00、01、02、03、
04
号单元中的内容，观察上述各单元中的内容是否与前面写入的一致。
同写操作类似，也要先给出地址，然后进行读，地址的给出和前面一样，而在进行读操作时，应先关闭IN单元的输出（IOR=1），然后使存储器处于读状态（WR=0，RD=1，IOM=0），此时数据总线上的数即为从存储器当前地址中读出的数据内容。
读存储器的流程如图2-6所示
（以从00
地址单元读出11H为例）：
WR =
RD = 0
IOM = 0
IOR = 0
LDAR = 0
WR = 0
RD = 0
IOM = 0
IOR = 0
LDAR = 1
T3=
WR = 0
RD = 0
IOM = 0
IOR = 1
LDAR = 0
WR = 0
RD = 1
IOM = 0
IOR = 1
LDAR = 0
图2-6 读存储器流程图
如果实验箱和PC联机操作，则可通过软件中的数据通路图来观测实验结果（软件使用说明请看附录1），方法是：打开软件，选择联机软件的“【实验】—【存储器实验】”，打开存储器实验的数据通路图，如图2-7所示。
进行上面的手动操作，每按动一次ST按钮，数据通路图会有数据的流动，反映当前存储器所做的操作（即使是对存储器进行读，也应按动一次ST按钮，数据通路图才会有数据流动），或在软件中选择“【调试】—【单周期】”，其作用相当于将时序单元的状态开关置为‘单步’档后按动了一次ST按钮，数据通路图也会反映当前存储器所做的操作，借助于数据通路图，仔细分析SRAM的读写过程。
实验数据表。