计算机组成原理实验报告.doc

南通大学计算机科学与技术学院上机实验报告 姓名：邓 晗 班级：软件工程142 学号：1413032051一、目的及要求1.熟悉静态随机存储器RAM和只读存储器ROM的工作特性和使用方法；2.熟悉半导体存储器存储和读出数据的过程；3.了解使用半导体存储器电路时的定时要求。二、环境（软、硬件平台）硬件：计算机一台软件：Quartus 2.0及以上版本三、内容及步骤（包括程序流程及说明）1.利用Quartus 器件库提供的参数化存储单元lpm_rom设计一个由1288位的ROM（地址空间：00H7FH）构成的只读存储器系统。（1）设计实验电路图，在Quartus的编辑环境下，进行原理图的输入和编辑工作，要求编译通过，无错误。（2）利用.mif文件，对ROM的存储单元00H05H进行初始化。（3）给定ROM存储区的地址：00H05H，读ROM存储单元。要求通过分析仿真波形，检查数据的正确性。记录仿真波形、分析方法、分析过程和分析结果。1.1.首先利用器件库提供的存储单元lpm_rom器件设计一个1288位的ROM只读存储器， 注意这里要关联mif文件；1.2.设计的电路图如下：给入的八位地址的最高位作为器件脉冲端的控制信号，其余七位作为ROM的地址输入。 1.3利用.mif文件，对ROM的存储单元00H05H进行初始化如上面的截图所示，每次在重新写入数据时都要更新重新关联文件；然后设计出仿真波形：2.利用Quartus 器件库提供的参数化存储单元lpm_ram_dq，设计一个由1288位的RAM（地址空间：80HFFH）构成的随机存储器系统。（1）设计实验电路图，在Quartus的编辑环境下，进行原理图的输入和编辑工作，要求编译通过，无错误。（2）给RAM的存储单元80H85H写入数据。要求通过分析仿真波形，检查数据的正确性。记录仿真波形、分析方法、分析过程和分析结果。（3）给定RAM存储区的地址：80H85H，读RAM存储单元。要求通过分析仿真波形，检查数据的正确性。记录仿真波形、分析方法、分析过程和分析结果。2.1.首先利用器件库提供的存储单元lpm_ram_dq器件设计一个1288位的RAM构成的随机存储器，这里也可以设计mif文件进行关联；2.2，设计的电路图如下所示：给入的八位地址的最高位作为器件脉冲端的控制信号，其余七位作为RAM的地址输入。we是控制数据的写入和读出控制端。data7.0则是数据的输入端。2.3 设计仿真波形，给RAM的存储单元80H85H写入数据，给定RAM存储区的地址：80H85H，读RAM存储单元。如下所示：3.利用Quartus 器件库提供的参数化存储单元lpm_ram_io，设计一个由1288位的RAM（地址空间：80HFFH）构成的随机存储器系统。（1）设计实验电路图，在Quartus的编辑环境下，进行原理图的输入和编辑工作，要求编译通过，无错误。（2）给RAM的存储单元80H85H写入数据。要求通过分析仿真波形，检查数据的正确性。记录仿真波形、分析方法、分析过程和分析结果。（3）给定RAM存储区的地址：80H85H，读RAM存储单元。要求通过分析仿真波形，检查数据的正确性。记录仿真波形，仿真结果的分析方法、分析过程和分析结果。3.1.首先利用器件库提供的存储单元lpm_ram_io器件设计一个1288位的RAM构成的随机存储器:给入的八位地址的最高位作为器件脉冲端的控制信号，其余七位作为RAM的地址输入。在这里这个器件的dio7.0是一个双向端口，即使输入也是输出。既是作为数据的输入和输出的，cs则是控制数据的输入和输出的控制端，we是控制数据的写入和读出控制端。2.3 设计仿真波形，给RAM的存储单元80H85H写入数据，给定RAM存储区的地址：80H85H，读RAM存储单元。如下所示： 4.利用Quartus 器件库提供的参数化存储单元lpm_rom、lpm_ram_dq或lpm_ram_io设计一个由1288位的ROM（地址空间：00H7FH）和一个由1288位的RAM（地址空间：80HFFH）构成的存储器系统。（1）设计实验电路图，在Quartus的编辑环境下，进行原理图的输入和编辑工作，要求编译通过，无错误。（2）利用.mif文件，对ROM的存储单元00H05H进行初始化。（3）从05H单元读出一个8位数据存入88H单元。（4）将90H存入06H单元，将11H存入90H单元，请置相关控制信号（注意时序关系）实现下列功能： 给定06H，读出数据11H（即，实现间接寻址功能）。 4.1 综合以上三步的实验就可以设计出电路图如下：第一个74244b作为输入数据缓冲器，其余两个74244b器件作为ROM和RAM的输出结果的缓冲器，对输出结果加以控制，就会避免输出总线上的数据不会因为相互干扰产生紊乱，这样的话两个存储器的控制数据的输出脉冲端就可以不用了（我的电路图中没有用）。74374b器件作为寄存器暂时存储总线输出的数据。特别注意：不同的总线的命名不能一样。否则会造成数据的紊乱错误。 4.2 对ROM的存储单元00H05H进行初始化。初始化和上面的是一样的，同样要进行更新和关联。4.3 从05H单元读出一个8位数据存入88H单元,设计的波形图如下： 4.4 将90H存入06H单元，将11H存入90H单元，请置相关控制信号（注意时序关系）实现下列功能：给定06H，读出数据11H，设计的波形如下所示： 解析：本题的意思是先将RAM的90H地址单元写入数据11H，然后利用ROM对06H地址单元读出已经存好的数据90H，将ROM读出的数据90H作为RAM的地址单元读出数据11H.四、运行结果结果见上面的步骤中的波形显示；