文章目錄
- 一、實驗時間
- 二、實驗內容
- 1.實驗目的
- 2.設計要求
- 3.結構框架圖
- 4. 實驗要求和基本思路
- 5. 微程式設計
- 三、電路圖
- 1. 啟動電路
- 2. MBR暫存器
- 3.總圖
- 四、補充說明
一、實驗時間
第四次實驗：2021年4月15日星期四，第7周
第二次部件級實驗，算分
二、實驗內容
1.實驗目的
（1）完成隨機存盤器（RAM）讀寫系統結構設計；
（2）熟悉隨機存盤器（RAM）的讀寫時序；
（3）完成隨機存盤器（RAM）讀寫操作的微程式實作；
（4）熟悉隨機存盤器（RAM）的功能測驗，
2.設計要求
- 在硬體平臺上已經提供了2k*8的的隨機存盤器（RAM）
- 本此實驗的主要內容是設計一個具體的電路，用來對這個RAM進行讀寫操作，并控制好時序
3.結構框架圖
核心部分是完成對紅色部分的讀取
本次實驗的設計電路要求必須使用老師課件中的方案二
4. 實驗要求和基本思路
本次實驗的基本思路如下
- 使用二路資料選擇器選擇PC輸出，提供讀信號和MAR打入信號，取出RAM 0地址中的資料Ad1，放入MAR暫存器中，并使PC+1
- 使用二路資料選擇器選擇MAR輸出，提供讀信號和MBR打入信號，取出RAM Ad1地址中的資料X，放入MBR暫存器中
- 使用二路資料選擇器選擇PC輸出，提供讀信號和MAR打入信號，取出RAM 1地址中的資料Ad2，放入MAR暫存器中
- 使用二路資料選擇器選擇MAR輸出，提供寫信號和MBR的使能端信號，將MBR中的資料X打入RAM的Ad2地址中
- 停機，使連續脈沖不再對電路起作用
5. 微程式設計
上面的步驟全部需要通過微程式實作，總共需要五步，共五條微指令，寫入ROM即可
我自己設計的微指令格式如下
微指令共24位：A23，A22，A21…A2，A1，A0
A7：HALT（停機指令）
A6：EN/WR（寫RAM和使能信號）
A5：RD(讀RAM)
A4：MARY（二路選擇器選擇MAR輸出）
A3：PCY（二路選擇器選擇PC輸出）
A2：CPMBR（MBR打入脈沖）
A1：CPMAR（MAR打入脈沖）
A0：CPPC（PC打入脈沖）
五條微指令和具體信號根據上面的基本思路來就可以了，最好PC+1的信號在后，這樣比較不會出現時序問題，這里三態門輸出使能端EN和WR信號共用一個信號
注意：最后一條指令一定要是停機指令，否則會一直執行
三、電路圖
1. 啟動電路
本次實驗使用實驗平臺上的連續脈沖，因此只需要按一次單脈沖鍵即可，連續脈沖會自動運行，并取出ROM中已經提前寫入的所有微程式，直到停機指令的執行，因此需要在原本脈沖的基礎上增加一個啟動電路
啟動電路具體的電路圖在課件上有，這里我把它封裝成一個單獨的部件，以便之后可以復用
當HALT為1時，輸出端CP一直為0，啟動電路暫停運行，
特別提醒：最后的輸出那里的非門一定不能少，一定不能少！！！
2. MBR暫存器
MBR暫存器和普通暫存器的功能類似，只是在輸出端加上了三態門進行控制
特別注意：三態門的控制端EN，值為1的時候是通路，值為0的時候是高阻態
3.總圖
特別注意：總圖中包含了uPC和PC兩個計數器，uPC負責給出ROM中的微程式的地址，而PC負責給出RAM中資料的地址
這里復用了之前實驗的模256計數器和資料選擇器
四、補充說明
在這次實驗中，RAM中資料的寫入和讀取都是用軟體實作的，ROM中微指令的寫入也是用軟體實作的
首先將資料寫入RAM，將微指令寫入ROM，當微指令運行結束之后，按下讀取RAM，查看具體的結果
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