实验二 双端口存储器原理实验
计算机组成原理实验说明
实验一运算器组成实验一、实验目的1.熟悉双端口通用存放器堆〔组〕的读写操作。
2.熟悉简单运算器的数据传送通路。
3.验证运算器74LS181的算术逻辑功能。
4.按给定数据，完成指定的算术、逻辑运算。
二、实验原理上图是本实验所用的运算器数据通路图。
参与运算的数据首先通过实验台操作板上的八个二进制数据开关SW7-SW0来设置，然后输入到双端口通用存放器堆RF中。
RF由一个ispLSI1016实现，功能上相当于四个8位通用存放器，用于保存参与运算的数据，运算后的结果也要送到RF中保存。
双端口存放器堆模块的控制信号中，RS1、RS0用于选择从B端口〔右端口〕读出的通用存放器，RD1、RD0用于选取从A端口〔左端口〕读出的通用存放器。
而WR1、WR0用于选择写入的通用存放器。
LDRi是写入控制信号，当LDRi=1时，数据总线DBUS上的数据在T3写入由WR1、WR0指定的通用存放器。
RF的A、B端口分别与操作数暂存器DR1、DR2相连：另外，RF的B端口通过一个三态门连接到数据总线DBUS 上，因而RF中的数据可以直接通过B端口送到DBUS上。
DR1和DR2各由1片74LS273构成，用于暂存参与运算的数据。
DR1接ALU 的A输入端口，DR2接ALU的B端口。
ALU由两片74LS181构成，ALU的输出通过一个三态门(74LS244)发送到数据总线DBUS上。
图中尾巴上带粗短线标记的信号都是控制信号，其中S3，S2，Sl，S0，M，#，LDDR2，LDDRl，ALU-BUS#，SW-BUS#、LDRi、RS1、RS0、RD1、RD0、WR1、WR0等是电位信号，用电平开关K0—Kl5来模拟。
T2、T3是脉冲信号，印制板上已连接到实验台的时序电路上。
#为低电平有效。
K0—K15是一组用于模拟各控制电平信号的开关，开关向上时为1，开关向下时为0，每个开关无固定用途，可根据实验具体情况选用。
实验中进展单拍操作，每次只产生一组Tl，T2，T3，T4脉冲，需将实验台上的DP，DB开关进展正确设置。
双端口存储器实验报告
双端口存储器实验报告实验目的：1.了解双端口存储器的结构和工作原理。
2.掌握Verilog HDL语言的基本应用。
3.掌握ModelSim软件的使用方法。
实验内容：双端口存储器是指具有两个读写口的存储器，它可以通过一个端口写入数据，同时通过另一个端口读出数据，常用于数字信号处理、图像处理等领域。
本实验将通过Verilog HDL语言编写程序，使用ModelSim软件进行仿真验证，实现一个简单的双端口存储器。
具体实验内容如下：2.编写Verilog HDL程序实现简单的双端口存储器。
在程序中，定义数据存储器、读写使能信号、读写数据等变量，并利用always语句实现对数据的读写操作。
3.使用ModelSim软件进行仿真验证。
在ModelSim中创建项目，导入设计文件和仿真波形文件，进行波形仿真，验证程序的正确性。
实验步骤：双端口存储器是指具有两个读写口的存储器，其中一个读写口用于读写存储器内部的数据，另一个用于与外部系统交换数据。
在双端口存储器的结构中，存储器数据的读写可以同时进行，而无需互斥。
在读数据端口和写数据端口的操作中，存在两个读写控制信号，一个是读写使能信号，用于控制读写操作是否有效；另一个是写使能信号，用于控制数据写入操作的触发。
2.编写Verilog HDL程序实现简单的双端口存储器。
module dual_port_memory (input clk,input [3:0] addr1,input [3:0] addr2,input [7:0] data_in,input rd_en1,input rd_en2,input wr_en,output [7:0] data_out1,output [7:0] data_out2);reg [7:0] mem[0:15]; // 定义存储器数组// 读写操作always @(posedge clk) beginif (wr_en) // 写操作mem[addr1] <= data_in;else if (rd_en1) // 读操作1data_out1 <= mem[addr1];else if (rd_en2) // 读操作2data_out2 <= mem[addr2];endendmodule在程序中定义了一个16位的存储器数组mem。
计算机组成原理实验说明分解
实验一运算器组成实验一、实验目的1.熟悉双端口通用寄存器堆（组）的读写操作。
2.熟悉简单运算器的数据传送通路。
3.验证运算器74LS181的算术逻辑功能。
4.按给定数据，完成指定的算术、逻辑运算。
二、实验原理上图是本实验所用的运算器数据通路图。
参与运算的数据首先通过实验台操作板上的八个二进制数据开关SW7-SW0来设置，然后输入到双端口通用寄存器堆RF中。
RF由一个ispLSI1016实现，功能上相当于四个8位通用寄存器，用于保存参与运算的数据，运算后的结果也要送到RF中保存。
双端口寄存器堆模块的控制信号中，RS1、RS0用于选择从B端口（右端口）读出的通用寄存器，RD1、RD0用于选取从A端口（左端口）读出的通用寄存器。
而WR1、WR0用于选择写入的通用寄存器。
LDRi是写入控制信号，当LDRi=1时，数据总线DBUS上的数据在T3写入由WR1、WR0指定的通用寄存器。
RF的A、B端口分别与操作数暂存器DR1、DR2相连：另外，RF的B端口通过一个三态门连接到数据总线DBUS上，因而RF 中的数据可以直接通过B端口送到DBUS上。
DR1和DR2各由1片74LS273构成，用于暂存参与运算的数据。
DR1接ALU 的A输入端口，DR2接ALU的B端口。
ALU由两片74LS181构成，ALU的输出通过一个三态门(74LS244)发送到数据总线DBUS上。
图中尾巴上带粗短线标记的信号都是控制信号，其中S3，S2，Sl，S0，M，Cn#，LDDR2，LDDRl， ALU-BUS#，SW-BUS#、LDRi、RS1、RS0、RD1、RD0、WR1、WR0等是电位信号，用电平开关K0—Kl5来模拟。
T2、T3是脉冲信号，印制板上已连接到实验台的时序电路上。
#为低电平有效。
K0—K15是一组用于模拟各控制电平信号的开关，开关向上时为1，开关向下时为0，每个开关无固定用途，可根据实验具体情况选用。
实验中进行单拍操作，每次只产生一组Tl，T2，T3，T4脉冲，需将实验台上的DP，DB开关进行正确设置。
双端口存储器原理实验报告
双端口存储器原理实验报告————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：一、实验内容、方法和步骤１．接线IAR_BＵS 接 GNＤ，ALU＿BUＳ接 GND,RＳ＿ＢUS 接GＮD,禁止中断地址寄存器、运算器、多端口寄存器堆ＲF 向数据总线 DBUS 送数据。
AR1_INC 接 GND,Ｍ3 接ＶCＣ,使地址寄存器 AR1 和ＡＲ2 从数据总线ＤBUS 取得地址数据。
信号IAR_BUS ALU_BUS RS_BUS AR1_INC M3开关GND GND GND GND VCC信号LDIR SW_BUS LDAR2 LDAR1 CER LRW CEL开关K6 K5 K4 K3 K2 K1 K0２.置 DＰ = 1,DB = 0，DZ = 0，使实验台处于单拍状态。
工作模式开关=“脱机”合上电源。
按复位按钮 CLR#,使实验系统处于初始状态。
置ＤＰ = 1，DB = 0，DZ = ０，使实验台处于单拍状态。
工作模式开关＝“脱机”合上电源。
按复位按钮CLR#,使实验系统处于初始状态。
(1）写地址寄存器 AR１=00信号SW7~0 LDIR SW_BUS LDAR2 LDAR1 CER LRW CEL 开关K6 K5 K4 K3 K2 K1 K0状态 / 00H 0 10 1 0 0 0 值按一次 QD，将 00H 写入 AR1。
（2）向存储器 00H 地址写数 00H信SW7~0 LDIR SW_BUS LDAR2 LDAR1 CER LRW CEL 号开关K6 K5 K4 K3 K2 K1 K0状态 / 00H 0 1 0 0 0 0 1 值按一次 QD，将 00H 写入存储器 00H 地址。
（3）写地址寄存器 AR1=10信号SW7~0 LDIR SW_BUS LDAR2 LDAR1 CER LRW CEL 开关K6 K5 K4 K3 K2 K1 K0状态 / 10H 0 10 1 0 0 0 值按一次ＱD,将 1０Ｈ写入 AR1。
计算机组成了原理实验二
大学学生实验报告开课学院及实验室：室 2013年 5月11日学院计算机科学与教育软件学院年级、专业、班学号实验课程名称计算机组成与系统结构实验成绩实验项目名称存储器和总线传输实验指导老师2.3.3 准双向I/O口实验一、实验目的熟悉与了解准双向I/O口的构成原理。
二、实验原理Dais-CMX16+向用户提供的是按准双向原理设计的十六位输入/输出I/O口，当该位为“1”时才能用作输入源，上电或复位（手动态按【返回】键），该十六位I/O口被置位（即为“0FFFFh”）。
通常情况下，在用作输入的时候就不能再有输出定义。
电路结构如图2-3-4所示。
该口外接十六位二进制数据开关，适用于外部数据的输入，该口跨接十六个发光二极管，经缓冲驱动四个七段显示，能以二进制和十六进制两种方式显示I/O口的输入输出状态。
发光管在高电平“1”时发光点亮。
图2-3-4 准双向I/O电路实验中所用的I/O口数据通路如图2-3-5所示。
I/O的输入经2片74LS245缓冲与数据总线相连，I/O口的输出由2片74LS574锁存后输出，锁存器的输入端与数据总线相连。
图2-3-5 I/O口数据通路三、使用仪器、器材Dais-CMX16+实验箱、导线若干四、实验步骤及数据记录1.实验连线连线信号孔接入孔作用有效电平1 IOCK CLOCK 单元手动实验状态的时钟来源下降沿打入2 W K6(M6) 总线字长：0=16位字操作，1=8位字节操作3 X2 K10(M10) 源部件定义译码端X2 三八译码八中选一低电平有效4 X1 K9(M9) 源部件定义译码端X15 X0 K8(M8) 源部件定义译码端X06 XP K7(M7) 源奇偶位：0=偶寻址，1=奇寻址7 IOW K17(M17) I/O写使能，本例定义到M17位低电平有效8 OP K16(M16) 目的奇偶位：0=偶寻址，1=奇寻址9 RXW K19(M19) 寄存器写使能，本例定义到M19位低电平有效10 DI K18(K18) 目标寄存器编址：0=CX，1=DX，定义到M182.搭接方式I/O的寻址定义I/O口源编址I/O口目的编址源编码I/O编址注释目的I/O编址注释X2 X1 X0 W XP IOW W OP IOCK1 0 00 0 IO字读0 0 ↓IO字写10IOL偶字节读 1 0 ↓IOL偶字节写X1IOH奇字节读X 1 ↓IOH奇字节写3.I/O口写操作（输出）执行OUT I/O,AX 指令，把AX容送I/O口。
双端口存储器实验 问题 解决方法
双端口存储器实验问题解决方法摘要：1.双端口存储器概述2.双端口存储器实验中的问题3.解决方法及策略4.实验操作步骤5.总结与建议正文：一、双端口存储器概述双端口存储器是一种具有两个独立读写端口的存储器，可以同时进行读写操作。
它广泛应用于计算机系统、嵌入式系统等领域。
双端口存储器的特点是存取速度快、数据共享、易于扩展等。
二、双端口存储器实验中的问题在双端口存储器实验过程中，可能会遇到以下问题：1.数据冲突：由于两个端口可以同时进行读写操作，可能导致数据冲突，影响存储器性能。
2.竞争现象：在多个进程同时访问双端口存储器时，可能会出现竞争现象，降低系统效率。
3.同步问题：为避免数据冲突和竞争现象，需要设计合适的同步机制。
三、解决方法及策略1.静态分配策略：对双端口存储器进行静态分配，确保不同进程访问不同的存储区域。
2.动态分配策略：根据进程需求，动态分配存储器资源，避免数据冲突和竞争现象。
3.同步机制：采用信号量、互斥量等同步机制，确保在访问双端口存储器时，各个进程有序进行。
4.缓存策略：采用缓存技术，提高存储器性能，降低访问延迟。
四、实验操作步骤1.准备实验环境：搭建双端口存储器实验平台，包括硬件设备和软件支持。
2.设计实验方案：根据实验要求，设计合适的实验方案，包括存储器大小、进程数量、访问模式等。
3.编写实验程序：编写实验程序，实现双端口存储器的读写操作及相关同步机制。
4.运行实验：按照实验方案，运行实验程序，观察存储器性能及问题。
5.分析结果：分析实验结果，找出问题原因，提出改进措施。
五、总结与建议通过双端口存储器实验，了解双端口存储器的特点和应用场景，学会解决实验中可能遇到的问题。
在实际工程应用中，要充分考虑存储器的性能、可靠性以及同步问题，提高系统效率。
双端口存储器实验
院7•实T验EC中ห้องสมุดไป่ตู้心8 系统结构实验室
六、实验步骤 ㈠独立方式 1 ．将存储器模块的外部连线按参考接线，
将控制器转换开关拨到独立位置，“独立” 灯亮, 将编程开关设置为正常位置，将开关 DP拨到向上位置。打开电源。 2 ．系统复位，设置存储器地址，通过左端 口写入数据，并通过左、右端口读出检测写 入的数据是否正确。
双端口存储器实验
院2•实T验EC中-心8 系统结构实验室
三、实验设备 TEC-8实验系统 1台 TDS1001数字存储示波器 1台 UT60A数字万用表 1块 逻辑测试笔（在TEC-8实验台上） 1支 四、实验电路
院3•实T验EC中-心8 系统结构实验室
院4•实T验EC中-心8 系统结构实验室
㈡微程序方式 1．将控制器转换开关拨到微程序位置，将
编程开关设置为正常位置。打开电源。 2．进行存储器读、写实验。 ⑴设置存储器读、写实验模式 ⑵设置存储器地址 ⑶依次写入第1、2、3个数 ⑷重新设置存储器地址 ⑸左、右两2个端口同时显示同一个存储器
单元的内容。
••00•5AA5AA •K1 ••10HHH 2•K1 •0•1
1
•0AA H
•K1 •1•0 •0K •0 9
•K •10 8
•55 H
•0•5A5A HH •0•5A5A HH
•0AA H
•55 H
•0AA H
•GN •0•1 •D0•3•KK11
4
•10•K1 5
院0•实T验EC中-心8 系统结构实验室
院5•实T验EC中-心8 系统结构实验室
院6•实T验EC中-心8 系统结构实验室
五、实验任务 1．从存储器地址10H开始，通过左端口连
计算机组成原理双端口存储器实验报告
计算机组成原理实验报告实验名称双端口存储器实验专业软件工程学院计算机与软件学院姓名徐振兴班级（2）学号069 指导老师任勇军实验日期得分一、实验类别原理性+分析性二、实验目的⑵了解双端口静态存储器IDT7132的工作特性及其使用方法；⑵了解半导体存储器怎样存储和读取数据；⑶了解双端口存储器怎样并行读写；⑷熟悉TEC-8模型计算机中存储器部分的数据通路。
三、实验设备⑴TEC-8 实验系统1台⑵双踪示波器1台⑵直流万用表1块⑷逻辑测试笔（在TEC-8 实验台上） 1 支四、实验电路双端口RAM 电路由1 片IDT7132 及少许附加电路组成，存放程序和数据。
IDT7132 有2 个端口，一个称为左端口，一个称为右端口。
2 个端口各有独立的存储器地址线、数据线和3 个读、写控制信号： CE#、R/W#和OE#，可以同时对器件内部的同一存储体同时进行读、写。
IDT7132 容量为2048 字节，TEC-8 实验系统只使用64 字节。
在TEC-8 实验系统中，左端口配置成读、写端口，用于程序的初始装入操作，从存储器中取数到数据总线DBUS，将数据总线DBUS 上的数写入存储器。
当信号MEMW 为1 时，在T2 为1 时，将数据总线DBUS 上的数D7～D0 写入AR7～AR0 指定的存储单元；当MBUS 信号为1 时，AR7～AR0 指定的存储单元的数送数据总线DBUS。
右端口设置成只读方式，从PC7～PC0 指定的存储单元读出指令INS7～INS0，送往指令寄存器IR。
程序计数器PC 由2 片GAL22V10（U53 和U54）组成。
向双端口RAM 的右端口提供存储器地址。
当复位信号CLR#为0 时，程序计数器复位，PC7～PC0 为00H。
当信号LPC 为1 时，在T3 的上升沿，将数据总线DBUS 上的数D7～D0 写入PC。
当信号PCINC 为1 时，在T3 的上升沿，完成PC 加1。
当PCADD 信号为1 时，PC 和IR 中的转移偏量（IR3～IR0）相加，在T3 的上升沿，将相加得到的和写入PC 程序计数器。
双端口存储器原理实验心得
双端口存储器原理实验心得
在计算机中，存储器是至关重要的系统组件之一。
双端口存储器是具有两个独立访问
口的存储器，它可以同时支持两个不同的操作。
这种存储器常常用于多处理器系统、缓存
存储器以及通信系统中。
在本次实验中，我深入研究了双端口存储器的工作原理，并对实
验过程中遇到的问题和心得做了总结。
首先，本次实验我使用了仿真软件进行测试，验证了双端口存储器的读写功能。
此外，我了解了双端口存储器的结构和工作原理。
在实验中，存储器有两个独立的读写端口，每
个端口都有自己的控制信号。
其中一个端口作为主控制端口，用于接受控制信号，读写数据。
而另一个端口则是辅助端口，用于接受读写数据的请求并返回结果。
因此，这种存储
器具有高度的灵活性和可用性，可以同时执行多个读写命令。
在实验过程中，我发现了一些重要的问题。
首先，由于双端口存储器需要处理并行读
写请求，因此必须仔细计划时序，以确保所有请求都能被正确执行。
其次，为保证存储器
的正确性和稳定性，需要正确地选择存储器的时序和信号传递规则。
最后，为了避免并发
读写时的数据冲突，需要使用合适的数据交换策略，使读写请求可以相互协调。
总的来说，这次实验让我更深入地了解了双端口存储器的工作原理以及如何正确使用它。
通过这次实验，我不仅学会了使用仿真软件模拟实现双端口存储器，还学会了如何处
理并发读写请求，正确选择时序和信号传递规则，并且更好地理解了访问数据存储器的方
式和机制。
双端口存储器实验步骤
双端口存储器实验步骤一、实验目的双端口存储器是一种非常重要的存储器类型，本实验旨在通过实际操作了解双端口存储器的工作原理和应用。
二、实验原理双端口存储器是指具有两个独立的数据输入/输出端口的存储器。
其中一个端口可以用于读取和写入数据，而另一个端口只能用于读取数据。
双端口存储器通常用于需要高速并发访问的应用中，例如视频处理、音频处理等。
三、实验设备1. FPGA开发板2. Quartus II软件3. 双端口RAM芯片四、实验步骤1. 设计电路图首先，需要使用Quartus II软件设计电路图。
在电路图中添加一个双端口RAM模块，并将其连接到FPGA开发板上。
确保电路图正确无误，并生成可编程文件。
2. 编写Verilog代码接下来，需要编写Verilog代码来控制RAM模块的读写操作。
代码需要包括以下内容：- 地址信号：用于指定要访问的内存地址。
- 数据信号：用于传输要写入或读取的数据。
- 读/写信号：用于指定当前操作是读还是写。
- 时钟信号：用于同步各个模块之间的操作。
3. 烧录可编程文件将生成的可编程文件烧录到FPGA开发板上，确保烧录成功。
4. 进行测试使用示波器等测试工具，对RAM模块进行读写测试。
确保数据能够正常读取和写入，并且能够在不同端口之间进行并发访问。
五、实验注意事项1. 在设计电路图和编写代码时，需要仔细阅读芯片的数据手册，并按照要求正确配置各个信号。
2. 在进行测试时，需要注意时钟信号的频率和稳定性，以确保数据传输的准确性。
3. 如果出现问题，应该及时检查电路图、代码和硬件连接，并进行排查。
罗榕201381010127实验二
11H
69H
11H
60H
10H
38H
10H
38H
12H
38H
12H
38H
10H
00H
10H
38H
五、实验总结
初步了解了双端口静态存储器的工作特性及其使用方法，了解了双端口存储器并行读写方式
２了解半导体存储器存储和读取数据
３了解双端口存储器怎样并行读写
４熟悉ＴＥＣ－８模型计算机中存储器部分的数据通路
二．实验环境
１ 实验系统
２ 双踪示波器
３ 直流万用表
４ 逻辑测试笔
三、实验内容与步骤
１实验准备
将控制器转换开关拨到微程序控制，将编程开关设置为正常位置。打开电源
２进行控制器读写控制实验模式
ａ按复位按钮ＣＬＲ，是ＴＥＣ－８实验系统复位，指示灯Ａ５－Ａ０显示００Ｈ，将操作模式开关设置为ＳＷＣ＝１，ＳＷＢ＝１.ＳＷＡ＝０。准备进入双端口存储器实验。按一次ＱＤ按钮，进入存储器实验
甘肃政法学院
本科生实验报告
（二）
姓名:罗榕
学院:信息工程学院
专业:计本
班级:计本班
实验课程名称:计算机组成原理
实验日期: 2015年4月12日
开课时间：2014学年第二学期
甘肃政法学院实验管理中心印制
实验题目
双端口存储器实验
小组合作
张青龙
姓名
罗榕
班级
计本班
学号
201381010127
一、实验目的
1了解双端口静态存储器ＩＤＴ７１３２的工作特性及其使用方法
ｂ设置存储器地址
指示灯Ａ５－Ａ０显示００Ｈ，。在数据开关ＳＤ７－ＳＤ０上设置地址１０Ｈ。在数据总线ＤＢＵＳ上可以看到地址设置的正确不正确，发现错误需及时改正。设置地址正确后，按一次QD按钮，将ＳＤ７－ＳＤ０的地址写入地址寄存器ＡＲ和程序计数器，进入下一步
实验二双端口存储器原理实验
实验二双端口存储器原理实验实验目的：1.了解双端口存储器的工作原理；2.了解双端口存储器的读写时序；3.掌握双端口存储器的控制方式。
实验器材：1.双端口RAM芯片；2.数字逻辑实验箱；3.示波器。
实验原理：双端口存储器是一种具有两个访问端口的存储器，其中一个端口用于读数据，另一个端口用于写数据。
两个端口可以同时进行读写操作，且可以独立操作，互不干扰。
双端口存储器广泛应用于多核处理器、高速路由器、交换机等领域，其性能优越，能提供更高的并行处理能力。
双端口存储器的读写时序如下：1.读操作时序：1)使能端CE1置低，选中读数据的端口；2)地址信号输入地址端口AD1；3)等待一段时间，取数据端口的读数据。
2.写操作时序：1)使能端CE2置低，选中写数据的端口；2)地址信号输入地址端口AD2；3)数据输入数据端口D；4)等待一段时间，完成写操作。
实验步骤：1.连接双端口RAM芯片到数字逻辑实验箱上，确保电路连接正确；2.连接示波器到仪表箱，用于监测信号波形；3.按照双端口存储器的读写时序，设置实验箱上的信号发生器；4.编写控制代码，控制实验箱上的信号发生器模拟读写操作；5.观察示波器上的波形，验证读写操作的正确性；6.分析实验结果，总结双端口存储器的工作原理和性能。
实验注意事项：1.操作实验箱时要小心谨慎，防止损坏实验箱和芯片；2.实验过程中需要观察示波器上的波形，确保信号发生器的设置正确；3.根据实验目的和步骤设定实验结果的收集和分析方式；4.实验后及时关闭实验箱和示波器，保持实验室整洁。
实验结果与分析：根据实验步骤设置好实验箱上的信号发生器，并编写相应的控制代码后，进行实验。
通过示波器监测到的信号波形可以验证读写操作的正确性。
实验结果的收集和分析主要包括以下内容：1.读操作时序的验证：通过示波器观察到CE1端信号在读操作开始时置低，地址信号AD1输入正确，数据端口读数据正确。
2.写操作时序的验证：通过示波器观察到CE2端信号在写操作开始时置低，地址信号AD2输入正确，数据端口D输入正确。
组成原理实验指导书_1009
温州大学物理与电子信息工程学院计算机组成原理实验报告实验名称：实验二：双口存储器的原理班级：姓名：学号：实验地点：日期：[实验目的及要求]1、了解双端口静态RAM的工作特性及使用方法2、了解半导体存储器怎样存储和读出数据3、了解双端口静态RAM并行读写，以及产生冲突情况。
[实验所用器件和仪表]1、TEC-4计算机组成原理实验系统一台2、数字示波器和数字万用表[实验原理]具体原理见实验原理图2-1。
双口RAM支持同时对两个端口读写操作。
在图2-1中，双口RAM左端口为数据端口，通过数据端口可对RAM读写操作。
右端口为指令端口，只能进行读操作（注意双口RAM右端口本身也支持读写操作，只是在本系统中由端口读写控制线RRW一直处于高电平，故一直处于读操作状态，具体见图2-2）。
实验系统的双口RAM本身具有2048×8位的存储空间，但是A8-A10地址线接地，只使用了A7-A0地址，实际能访问256×8位的存储空间。
双口RAM左端口为数据端口操作。
对RAM读写，需要先给出RAM的地址，再进行读写。
左端口地址AR1由LDAR1或AR1_INC两种方式控制。
AR1地址载入操作。
AR1地址载入有两种模式：1）通过LDAR1（T3）=1，将DBUS 数据载入AR1；2）通过AR1_INC在AR1原数据基础上自增1。
两种模式不能兼容，故LDAR1和AR1_INC不能同时为1。
在1）中，若用控制台给DBUS送数据时，需将CEL#置1，以免RAM数据端口影响DBUS数据。
CEL#控制数据端口输出使能，CEL#=0时，数据端口与DBUS接通；CEL#=1，数据端口为三态门高阻态，相当于与DBUS断开。
当CEL#=0，LRW（T2）=1，则将AR1指定地址的RAM数据送到DBUS上；当CEL#=0，LRW（T2）=0，则将DBUS的8位数据写入AR1指定地址的RAM单元中。
双口RAM右端口为指令端口，只能读数据，不能写。
双端口存储器原理
双端口存储器原理
双端口存储器是一种具有两组相互独立读写控制电路的存储器，使得同一存储器能同时满足两个不同端口的同时访问。
每个端口都拥有独立的地址线、数据线和控制线，因此两个端口可以独立地进行读写操作，不会发生冲突。
当两个端口同时访问同一存储单元时，会发生读写冲突。
为了解决这个问题，双端口存储器引入了一个BUSY标志。
当一个端口正在进行读写
操作时，该端口的BUSY标志会被置为高电平，暂时关闭该端口的访问。
而当另一个端口需要访问时，判断逻辑会根据一定的规则决定哪个端口优先进行读写操作。
例如，可以根据地址匹配或片使能匹配等条件来决定。
此外，双端口存储器在逻辑结构上也有其特点。
例如，2K×16位双
端口存储器IDT7133的逻辑功能方框图演示了当两个端口的地址不相同时，可以在两个端口上进行读写操作，一定不会发生冲突。
每个端口都有自己的片选控制和输出驱动控制，使得每个端口可以独立地进行读写操作。
总的来说，双端口存储器通过引入独立的读写控制电路和BUSY标志
来解决读写冲突问题，并提供了更高的并行性和带宽，使得存储器的性能得到了显著提升。
1。
实验二 存储器原理实验实验指导书
实验二存储器工作原理实验一.实验目的1.掌握随机存储器RAM的工作特性；2.掌握RAM数据的读写方法；3.掌握寄存器堆的工作原理；4.掌握数据通路建立过程中各控制信号的时序关系；5.掌握寄存器和存储器之间的数据传输过程。
二.实验设备1. DE2-70开发板，下载线缆2．QuartusII IDE3.实验提供的文件见表1表1 源文件清单三.实验电路图实验电路图如图1所示。
图1 存储器原理实验电路图四.实验内容1.认真阅读本实验提供的11个Verilog HDL源文件，明确下列各部件的输入和输出之间的逻辑关系；分析工程中所有输入和输出信号的功能及其在DE2-70开发板上的资源使用情况。
完成实验预习与分析要求1的内容。
（1）三态门（2）寄存器（3）寄存器堆（4）运算器（5）存储器（6）多路数据选择器（7）七段数码模块2.深入理解数据通路图，完成以下各种数据传输。
（1）将寄存器初始化为常数即R[i] <= #data，（i=1~15），完成表2操作。
(2)将寄存器的内容存入存储单元中即M[x] <=R[i] （i=0～15），完成表3操作。
(3) 将存储器的内容存入寄存器中即R[i] <= M[x] （i=1～15），完成表4操作。
（4）实现寄存器之间的数据传输（选作1）即R[i] <=R[j]，（i=1~15，j=0～15，且i≠j），完成表5操作。
(5) 将两个寄存器进行运算后再存入寄存器（选作2）即R[s] <=R[i] OP R[j]，（s=1~15，i,j=0～15），完成表6操作。
五.实验预习与分析要求1．分析电路图，仔细阅读各模块Verilog 代码，明确各主要功能模块的功能，理解数据传送通路。
仿照图2画出实验电路框图。
请严格遵循下边的绘图要求。
oLEDG[7..0](SW[1])RFWR (高有效)(KEY0)REGW_SEL[1..0](SW[6..5])(KEY1)……图2 存储器原理实验框图示例（1）使用A3纸，横版画出（手画）。
实验二 双端口存储器原理实验(计算机组成与结构)
实验二双端口存储器原理实验一实验目的1.了解双端口静态存储器IDT7132的工作特性及其使用方法2.了解半导体存储器怎样存储和读取数据3.了解双端口存储器怎样并行读写,并分析冲突产生的情况二实验电路与原理图示为：双端口存储器的实验电路图。
这里使用一片IDT7132(2048×8位)，两个端口的地址输入A8一A10引脚接地，因此实际使用的存储容量为256字节。
左端口的数据输出接数据总线DBUS，右端口的数据输出端接指令总线IBUS。
IDT7132有六个控制引脚：CEL#、LR／W#、OEL#、CER#、RR/W#、OER#。
CEL#、LR/W#、OEL#控制左端口读、写操作：CER#、RR/W#、OER#控制右端口的读写操作。
CEL#为左端口选择引脚，低电平有效：当CEL#=1时，禁止对左端口的读、写操作。
LR/W#控制对左端口的读写。
当LR/W#=1时，左端口进行读操作；LR/W#=0时，左端口进行写操作。
OEL#的作用等同于三态门，当OEL#=0时，允许左端口读出的数据送到数据总线DBUS上；当OEL#=1时，禁止左端口的数据放到DBUS。
因此，为便于理解，在以后的实验中，我们将OEL#引脚称为RAM_BUS#。
控制右端口的三个引脚与左端口的三个完全类似，这里不再赘述。
有两点需要说明：(1) 右端口读出的数据(更确切的说法是指令)放到指令总线IBUS上而不是数据总线DBUS，然后送到指令寄存器IR.(2)所有数据/指令的写入都使用左端口，右端口作为指令端口，不需要进行数据的写入，因此我们将右端口处理成一个只读端口，已将RR/W#固定接高电平，OER#固定接地。
这两点请同学好好理解。
存储器左端口的地址寄存器AR和右端口的地址寄存器PC都使用2片74LSl63，具有地址递增的功能。
同时，PC在以后的实验当中也起到程序计数器的作用。
左右端口的数据和左右端口的地址都有特定的显示灯显示。
存储器地址和写入数据都由实验台操作上的二进制开关分时给出。
实验2双端口存储器原理实验
三、接线1.固定接线RS_BUS#接+5V，禁止寄存器堆RF向DBUS送数。
IAR_BUS#接+5V，禁止中断地址寄存器IAR向DBUS送数。
ALU_BUS接GND，禁止运算器ALU向DBUS输出数据。
AR1_INC接GND，禁止地址寄存器进行AR1+1→AR1操作。
M3接+5V，使地址寄存器AR2从DBUS取得地址数据。
2.其他控制信号线SW_BUS#接K0；CEL接K1；LRW接K2；CER、LDIR接K3；LDAR1接K4；LDAR2接K5。
四、设置功能开关1.先置开关DB=0，DZ=0，DP=1，使系统处于单拍状态（每按一次QD按钮，顺序产生T1、T2、T3、T4各一个脉冲）2.先将IR/DBUS开关拨到DBUS位置；3.先将AR1/AR2开关拨到AR1位置；五．实验操作演示1.使用左端口，向某一存储单元写入数据。
（以向地址06H单元写入数据80H为例）1)将地址06H写入AR1a)置SW_BUS#（K0）=0；CEL#（K1）=1。
b)按下实验台上电源开关，接通电源。
c)按下复位按钮CLR#（使实验系统处于初始状态）。
d)置开关SW7~SW0为00000110B，此数据加至DBUS（数据指示灯显示00000110B）。
e)置LDAR1=1（k4）；LDAR2（K5）=0。
按QD按钮（产生T4），则将DBUS的数据打入AR1，加至左端口的地址线上。
此时左端口地址指示灯显示00000110B。
2)将数据80H写入a)先后置LRW（K2）=0（写操作）；CEL#（K1）=0；（片选有效）LDAR1（K4）=0；SW_BUS#（K0）=0；b)置开关SW7~SW0为10000000B（80H），按QD按钮（产生T3），则将DBUS的数据（10000000B）写入06H单元。
2.使用左端口，从某一存储单元读数据。
（以读地址06H单元为例）1)将地址06H写入AR1（步骤同上）2)读数据a)先后置sw_bus#（K0）=1；（使sw7~sw0与dbus断开）Lrw（K2）=1（读操作）；Cel#（K1）=0；（片选有效）；Ldar1（K4）=0；b)按qd按钮（产生T3），读出的数据送至dbus，dbus的数据指示灯显示10000000B。
双端口寄存器的设计与实验
双端口寄存器的设计与实验设计与实验：双端口寄存器双端口寄存器是一种特殊的寄存器设计，可以同时提供两个独立的数据输入和输出端口，从而实现高效的数据交换和传输。
在本文中，我们将探讨双端口寄存器的设计原理及其在实验中的应用。
一、双端口寄存器的设计原理双端口寄存器的设计原理主要基于以下两点：1. 双端口访问：双端口寄存器可以同时进行读取和写入操作。
其中，一个端口用于读取数据，另一个端口用于写入数据。
这样，不同的模块或设备可以同时从寄存器中读取和写入数据，提高了数据的传输效率。
2. 端口独立：双端口寄存器的两个端口是完全独立的，它们之间互不干扰。
即使一个端口在读取数据的同时，另一个端口也可以同时向寄存器写入数据。
这种独立性能够确保数据的准确性和稳定性。
基于以上原理，双端口寄存器的设计可以采用以下步骤：1. 确定输入和输出端口数量：根据具体需求，确定所需的输入和输出端口的数量。
常见的情况是一个读取端口和一个写入端口，但也可以根据实际需要增加更多的端口。
2. 确定数据位宽度和时钟频率：确定每个端口的数据位宽度以及时钟频率，这将决定寄存器的数据处理能力和传输速度。
3. 设计时序逻辑：根据设计需求，设计时序逻辑以确保数据的正确读取和写入。
时序逻辑可以采用状态机、计数器等方式实现，以保证数据的同步和稳定性。
4. 进行验证和测试：在设计完成后，进行验证和测试，确保双端口寄存器在实际应用中的正确性和可靠性。
二、双端口寄存器的实验应用双端口寄存器在实验中有各种各样的应用。
下面将介绍其中两个常见的应用场景。
1. 数据缓冲器双端口寄存器可以作为数据缓冲器使用，用于缓存和传输数据。
在实际应用中，如果一个模块或设备需要读取数据，而另一个模块或设备正在写入数据，可以使用双端口寄存器作为缓冲区，将正在写入的数据存储在一个端口，并从另一个端口读取数据。
这样可以确保数据的连续传输，避免了数据传输中的阻塞和延迟。
2. 状态同步器双端口寄存器还可以作为状态同步器使用，用于实现不同模块或设备之间的状态同步。
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绿 灯
请关闭数据源 M1 MUX1 ALU、RF、IAR！！ ALU、RF、IAR！！
RS_BUS# RS1、RS0 WR1、WR0
D R1
D R2
MUX2
R0 B端口 A端口 R1 RF R2 R3 01010101
RF M2 寄 存 器 RD1、RD0 堆
LDDR2(T3)
AR 1
A R2 M U X3
K1 K2 GND K3 K4 +5V K5 K6 K7 DBUS
LRW
LDIR
CER
M3
操作步骤
LDAR2
SW-BUS#
左端口信号
右端口信号
SW7-SW0
AR2/AR1
IR/DBUS
AR1
00000000 10000000
00000000
AR2
00000000
IR/DBUS
数据指示灯
10H单元 10H单元
LDAR2 T2 M3 S
AR2H
74HC298
AR2L
74HC298
举例：
10H单元写 单元写11H 1、向10H单元写11H 数据 2、从左端口读10H 从左端口读10H 单元数据至DBUS 单元数据至DBUS D7-D0） （看D7-D0） 从右端口读10H 3、从右端口读10H 单元数据至IR IR（ 单元数据至IR（看 D7-D0） D7-D0）
数据读写端口 D7 D6…D0 数据线
特点： 特点：
双端口存储器
D7— D0
同一个存储器具有两 。L# CE LR 组相互独立的读写端 组相互独立的读写端 。LW# OE 控制线、地址线！ 口和控制线、地址线！
双端口 RAM
A7— A0
D7— D0 CER#
。 RRW OER#。
A7— A0
具体： 具体：
SW_BUS#
。
SW_BUS
74HC244
SW7 SW6 SW5 SW4 SW3 SW2 SW1 SW0
D1 C1 B1 A1 D0 C0 B0 A0 D1 C1 B1 A1 D0 C0 B0 A0 数据指示灯 T4 LDIR IR7— IR0 74HC374
IR
数据指示灯
CEL# LR W
CE 。L# 。 。LRW 。L# OE T3
运算器
T3
数据端口 指令端口
CEL# LRW
RF寄存 RF寄存 器堆 IAR
。
。 CEL# 。LRW 。 OEL#
D7— D0
双端口 RAM
A7— A0 A7— A0
11H
D7— D0
。。 VCC RRW GND OER# 。
CER#
CER
地址指示灯
地址指示灯
T4 CLK O8— O1 AR1_INC I0 AR1 LDAR1 I11 I8— I1
RAM存储器一般原理 RAM存储器一般原理
存储体 A0 A1 地 A2 址 线 A6 A7 控 CE 制 R/ W 线 OE
选择线0 选择线0 选择线1 选择线1
地 址 译 码 器
存储单元0 存储单元0 存储单元1 存储单元1 存储单元2 存储单元2 80H …… ……
…… ……
…… ……
存储单元253 存储单元253 存储单元254 存储单元254 存储单元255 存储单元255
右端口地址（ 右端口地址（由AR2地址寄存器提供） 地址寄存器提供 地址 地址寄存器提供）
D1 C1 B1 A1 D0 C0 B0 A0 D1 C1 B1 A1 D0 C0 B0 A0
PC
PC
数据指示灯
T4 LDIR
IR7— IR0 74HC374
IR
数据指示灯
CEL# LR W
CE 。L# 。 。LRW 。L# OE T3
D7— D0
双端口 RAM
A7— A0
D7— D0 CER#
。。 VCC RRW GND OER#。
CER
A7— A0 地址指示灯
地址指示灯
T4 CLK O8— O1 AR1_INC AR1 I0 LDAR1 I11 I8— I1
LDAR2 T2 M3 S
AR2H
74HC298
AR2L
74HC298
D7— D0
双端口 RAM
D7— D0 CER#
RAM
。。 VCC RRW GND OER#。
CER
A7— A0 地址指示灯
A7— A0 地址指示灯
T4 CLK O8— O1 AR1_INC AR1 I0 LDAR1 I11 I8— I1
LDAR2 T2 M3 S
SW_BUS#
。
SW_BUS
74HC244
IR
数据指示灯
10H单元 10H单元
LRW
1 CEL#。 CEL# T3 。 。LRW 。 OEL#
地址指示灯
数据端口 指令端口
D7— D0
双端口 RAM
A7— A0 A7— A0
11H
D7— D0
。。 VCC RRW GND OER# 。
CER#
CER
0
地址指示灯
00010000
QD T4
GND
数据端口 指令端口
。。 CER VCC RRW 0 GND OER# 。
CER# 地址指示灯
00010000
GND
0
举例：
10H单元写 单元写11H 1、向10H单元写11H 数据
T4 CLK O8— O1 AR1_INC I0 AR1 LDAR1 I11 I8— I1
数据指示灯
CE 。L# LRW 。L# OE
D7— D0
双端口 RAM
A7— A0
D7— D0 CER#
。 RRW OER#。
A7— A0
SW_BUS#
。
SW_BUS
74HC244
数据指示灯 T4 LDIR IR7— IR0 74HC374
左端口（接数据总线） 左端口（接数据总线） 右端口（接指令总线） 右端口（接指令总线）
SW_BUS#
。
SW_BUS
74HC244
SW7 SW6 SW5 SW4 SW3 SW2 SW1 SW0
图7 双端口存储器实验电路图 双端口存储器实验电路图
D D1 C C1 B B1 A A1 D D0 C C0 B B0 A A0 D D1 C C1 B B1 A A1 D D0 C C0 B B0 A A0 数据指示灯 T4 LDIR IR7— IR0 74HC374
计算机组成原理实验
钟群锋 指导老师： 指导老师：
运算器组成实验
实验二 双端口存储器原理实验
一、实验目的 （1）了解双端口静态随机存储器IDT7132的工作特性及使 IDT7132 工作特性及使 用方法。 用方法。 （2）了解半导体存储器怎样存储和读出数据 怎样存储和读出数据。 怎样存储和读出数据 （3）了解双端口存储器怎样并行读写，产生冲突 怎样并行读写，产生冲突的情况。 怎样并行读写
LDAR2(T2) M3
RS_BUS#
IAR_BUS#
PC
LDPC(T4) PC _INC (T4) PC_ADD
中断地址寄存器 LDIAR
IA R
A L U2
8位
WRD(T2)
ER
SW_BUS# SW0— SW7 SW7 SW6 SW5 SW4 SW3 SW2 SW1 SW0
LDER(T4) DBUS
0
00010000
送地址 选单元
图7 双端口存储器实验电路图 双端口存储器实验电路图
D D1 C C1 B B1 A A1 D D0 C C0 B B0 A A0 D D1 C C1 B B1 A A1 D D0 C C0 B B0 A A0 数据指示灯 T4 LDIR IR7— IR0 74HC374
左端口地址（ 左端口地址（由AR1地址寄存器提供） 地址寄存器提供 地址 地址寄存器提供） 要看左端口地址绿灯要拨到AR1位置 地址绿灯要拨到 要看左端口地址绿灯要拨到 位置
SW7 SW6 SW5 SW4 SW3 SW2 SW1 SW0
IR
数据指示灯
CEL# LR W
CE 。L# T3 。 。LRW 。L# OE
T1、T2、T3、T4、已经连线
双端口存 储器
ALU_BUS
DBUS DBUS IR INS CER
红 灯
强调： 强调：
S2 S1 S0
B端口 A LU A端口
T4 ALU_BUS
CEL# LRW(T3) LDAR1(T4) AR1_INC DBUS
端口 数据
RAM
端 指令 口
AR2 AR1
LDDR1(T3)
开关设定 AR1 送 00H 地 址 写 80H 数据 左 端 口 写 10H 地址写 81H 数据 20H 地址写 82H 地址写 数据 30H 地址写 83H 数据 40H 地址写 84H 数据 00H 地址 读数据 10H 地址读数据 左 端 口 读 20H 地址读数据 30H 地址读数据 40H 地址读数据 00H 地址 读数据 右 端 口 读 10H 地址读数据 20H 地址读数据 30H 地址读数据 地址读数据
SW7 SW6 SW5 SW4 SW3 SW2 SW1 SW0
D1 C1 B1 A1 D0 C0 B0 A0 D1 C1 B1 A1 D0 C0 B0 A0
AR1
AR2H
74HC298
AR2
AR2L
74HC298
PC
数据指示灯 T4 LDIR IR7— IR0 74HC374
IR
运算器