北科大计组原理实验报告_静态随机存储器.pdfVIP

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，Window8，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（00000000）、IN（00100000）、OUT（0011

0000）和HLT（01010000），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。

（2）实验步骤

※对微程序进行读写操作，分两种情况：手动读写和联机读写。（以下为联机读写）

①将微程序写入文件

联机软件提供了微程序下载功能，以代替手动读写微控器，但微程序得以指定的格式写

入到以TXT为后缀的文件中，微程序的格式如下：

微指令格式说明：

首先写以下微程序（加法）：

;//**StartOfMicroControllerData**//

$M00000001;NOP

$M01007070;CON(INS)-IR,P1

$M04002405;R0-B

$M0504B201;A加B-R0

$M30001404;R0-A

$M32183001;IN-R0

$M33280401;R0-OUT

$M35000035;NOP

;//**EndOfMicroControllerData**//

第二次写以下微程序（减法）：

;//**StartOfMicroControllerData**//

$M00000001;NOP

$M01007070;CON(INS)-IR,P1

$M04002405;R0-B

$M0505B201;A减B-R0

$M30001404;R0-A

$M32183001;IN-R0

$M33280401;R0-OUT

$M35000035;NOP