存储器功能部件的设计与实现范本
主存储器部件的组成与设计.
主存储器部件的组成与设计主存储器部件的组成与设计类别：存储器主存储器概述（１）主存储器的两个重要技术指标◎读写速度：常常用存储周期来度量，存储周期是连续启动两次独立的存储器操作（如读操作）所必需的时间间隔。
◎存储容量：通常用构成存储器的字节数或字数来计量。
（２）主存储器与ＣＰＵ及外围设备的连接是通过地址总线、数据总线、控制总线进行连接，见下图主存储器与ＣＰＵ的连接◎地址总线用于选择主存储器的一个存储单元，若地址总线的位数ｋ，则最大可寻址空间为２ｋ。
如ｋ＝２０，可访问１ＭＢ的存储单元。
◎数据总线用于在计算机各功能部件之间传送数据。
◎控制总线用于指明总线的工作周期和本次输入／输出完成的时刻。
（３）主存储器分类◎按信息保存的长短分：ＲＯＭ与ＲＡＭ◎按生产工艺分：静态存储器与动态存储器静态存储器（ＳＲＡＭ）：读写速度快，生产成本高，多用于容量较小的高速缓冲存储器。
动态存储器（ＤＲＡＭ）：读写速度较慢，集成度高，生产成本低，多用于容量较大的主存储器。
静态存储器与动态存储器主要性能比较如下表：静态和动态存储器芯片特性比较ＳＲＡＭＤＲＡＭ存储信息触发器电容破坏性读出非是需要刷新不要需要送行列地址同时送分两次送运行速度快慢集成度低高发热量大小存储成本高低动态存储器的定期刷新：在不进行读写操作时，ＤＲＡＭ存储器的各单元处于断电状态，由于漏电的存在，保存在电容ＣＳ上的电荷会慢慢地漏掉，为此必须定时予以补充，称为刷新操作。
２、动态存储器的记忆原理和读写过程（１）动态存储器的组成：由单个ＭＯＳ管来存储一位二进制信息。
信息存储在ＭＯＳ管的源极的寄生电容ＣＳ中。
◎写数据时：字线为高电平，Ｔ导通。
写“１”时，位线（数据线）为低电平，ＶＤＤ（电源）将向电容充电写“０时，位线（数据线）为高电平，若电容存储了电荷，则将会使电容完成放电，就表示存储了“０”。
◎读数据时：先使位线（数据线）变为高电平，当字线高电平到来时Ｔ导通，若电容原存储有电荷（是“１”），则电容就要放电，就会使数据线电位由高变低；若电容没有存储电荷（是“０”），则数据线电位不会变化。
计算机组成原理实验报告_存储系统设计实验
实验四存储系统设计实验一、实验目的本实训项目帮助大家理解计算机中重要部件—存储器，要求同学们掌握存储扩展的基本方法，能设计MIPS 寄存器堆、MIPS RAM 存储器。
能够利用所学习的cache 的基本原理设计直接相联、全相联，组相联映射的硬件cache。
二、实验原理、内容与步骤实验原理、实验内容参考：1、汉字字库存储芯片扩展设计实验1)设计原理该实验本质上是8个16K×32b 的ROM 存储系统。
现在需要把其中一个（1 号）16K×32b 的ROM 芯片用4个4K×32b 的芯片来替代，实际上就是存储器的字扩展问题。
a) 需要4 片4个4K×32b 芯片才可以扩展成16K×32b 的芯片。
b) 目标芯片16K个地址，地址线共14 条，备用芯片12 条地址线，高两位（分线器分开）用作片选，可以接到2-4 译码器的输入端。
c) 低12 位地址直接连4K×32b 的ROM 芯片的地址线。
4个芯片的32 位输出直接连到D1，因为同时只有一个芯片工作，因此不会冲突。
芯片内数据如何分配：a) 16K×32b 的ROM 的内部各自存储16K个地址，每个地址里存放4个字节数据。
地址范围都一样：0x0000～0x3FFF。
b) 4个4K×32b 的ROM，地址范围分别是也都一样：0x000～0xFFF，每个共有4K个地址，现在需要把16K×32b 的ROM 中的数据按照顺序每4个为一组分为三组，分别放到4个4K×32b 的ROM 中去。
HZK16_1 .txt 中的1～4096个数据放到0 号4K 的ROM 中，4097～8192 个数据放到 1 号4K 的ROM 中，8193～12288 个数据放到2 号4K 的ROM 中，12289～16384个数据放到3 号4K 的ROM 中。
c) 注意实际给的16K 数据，倒数第二个4K（8193～12288 个数据）中部分是0，最后4K（12289～16384 数据）全都是0。
实验存储器部件实验(精品)
北京林业大学11学年—12学年第 2 学期计算机组成原理实验任务书专业名称：计算机科学与技术实验学时： 2 课程名称：计算机组成原理任课教师：张海燕实验题目：实验四内存储器部件实验实验环境：TEC-XP+教学实验系统、PC机实验内容1．设计扩展8K字存储器容量的线路图，标明数据线、地址线和控制信号的连接关系。
2．扩展教学机的存储器空间，为扩展存储器选择一个地址，并注意读写等控制信号的正确状态。
3．用监控程序的D、E命令对存储器进行读写，比较RAM（6116）、EEPROM （58C65）在读写上的异同。
4．用监控程序的A命令编写一段程序，对RAM（6116）进行读写，用D命令查看结果是否正确。
5．用监控程序的A命令编写一段程序，对扩展存储器EEPROM（58C65）进行读写，用D命令查看结果是否正确；如不正确，分析原因，改写程序，重新运行。
实验目的1．熟悉ROM芯片和RAM芯片在功能和使用方法等方面的相同和差异之处。
2．理解并熟悉通过字、位扩展技术实现扩展存储器系统容量的方案。
3．了解如何通过读、写存储器的指令实现对58C65ROM芯片的读、写操作。
4．加深理解存储器部件在计算机整机系统中的作用。
实验要求1．实验之前认真预习，明确实验的目的和具体实验内容，做好实验之前的必要准备。
2．想好实验的操作步骤，明确通过实验到底可以学习哪些知识，想一想怎么样有意识地提高教学实验的真正效果；3．在教学实验过程中，要爱护教学实验设备，记录实验步骤中的数据和运算结果，仔细分析遇到的现象与问题，找出解决问题的办法，有意识地提高自己创新思维能力。
4．实验之后认真写出实验报告，重点在于预习时准备的内容，实验数据，运算结果的分析讨论，实验过程、遇到的现象和解决问题的办法，自己的收获体会，对改进教学实验安排的建议等。
善于总结和发现问题，写好实验报告是培养实际工作能力非常重要的一个环节，应给以足够的重视。
实验说明内存储器是计算机中存放正在运行中的程序和相关数据的部件。
实验二存储器系统设计实验
计算机组成原理实验实验报告实验人：学号：日期：2010-4-28 院（系）：专业（班级）：08软件工程（数字媒体）实验题目：存储器系统设计实验一. 实验目的1. 了解存储器的组成结构、原理和读写控制方法；2. 了解主存储器工作过程中各信号的时序关系；3. 了解挂总路线的逻辑器件的特性；4. 了解和掌握总线传送的逻辑实现方法。
实验原理1. 基本操作：读写操作读操作是从指定的存储单元读取信息的过程；元的过程。
写操作是将信息写入存储器指定的存储单2. 读写操作过程对存储器进行读写操作过程：对于如下的原理结构图，做写操作时，写入存储器的数据有两种来源：一种来自数据输入端，另一种来自存储器的输出。
而存储器地址只来自地址输入端，因此，对数据和地址的操作应根据实际情况进行，写存储器时，通过控制总线发出相应的写控制信号，数据就会保存在相应存储单元中；做读操作时，先由地址输入端输入地址并保存于地址寄存器（AR ）中，然后通过地址总线将地址送往存储器地址端口，同时通过控制总线发出相应的读控制信号，数据就会输出到数据总线上。
3. 总线传送计算机的工作过程，实际上也就是信息的传送和信息处理过程，而信息的传送在计算机里面频度极高，采用总线传送必不可少，它可减少传输线路、节省器件、提高传送能力和可靠性。
总线传送器件中大量使用的是三态门。
三态门（ST 门）主要用在应用于多个门输出共享数据总线，为避免多个门输出同时占用数据总线，这些门的使能信号（EN）中只允许有一个为有效电平（如低电平），由于三态门的输出是推拉式的低阻输出，且不需接上拉（负载）电阻，所以开关速度比OC门快，常用三态门作为输出缓冲器。
其中74LS244 是专用做挂总线用的三态门器件之一。
4. 原理结构图实验电路中，地址和数据采用各自总线传送计算机组成原理实验5. LPM_RAM_D介Q绍LPM_RAM_DQ 是一个参数化RAM （存储器），有独立的数据输入和输出端口。
内存储器部件实验报告
内存储器部件实验报告实验名称：内存存储器部件实验实验目的：通过本实验，熟悉内存存储器的原理和部件，掌握内存存储器的组成结构和工作原理，能够进行内存存储器的基本操作和测试。
实验器材：内存存储器、多媒体教学台、计算机、数据线实验原理：内存存储器是计算机中用于临时存储数据和程序的部件。
内存存储器的主要作用是为CPU提供数据和程序，并且数据的读写速度比硬盘快得多。
内存存储器的工作原理是通过将数据和程序存储在内存芯片中，CPU根据需要从内存中读取数据和程序，处理后再将结果写入内存。
实验内容：1.内存存储器的组成结构：内存存储器主要由存储单元、地址译码器、数据线和控制线等部件组成。
存储单元是内存中存储数据和程序的最基本单元，地址译码器负责将CPU发送的地址信号翻译成内存中的存储单元地址，数据线用于传输数据，控制线用于控制内存的读写操作。
2.内存存储器的工作原理：内存存储器的工作原理是通过地址信号和控制信号控制内存的读写操作。
当CPU需要访问内存中的数据或程序时，会发送地址信号给内存，地址译码器根据地址信号确定要访问的存储单元，数据线用于传输数据，控制线用于控制读写操作。
3.内存存储器的基本操作：内存存储器的基本操作包括读操作和写操作。
读操作是指CPU从内存中读取数据或程序到CPU中进行处理，写操作是指CPU将处理后的数据或程序写入内存中。
内存存储器的读写速度很快，可以满足CPU的数据读写需求。
实验步骤：1.将内存存储器安装在多媒体教学台上，并连接数据线和控制线。
2.打开计算机，进入系统。
3.运行内存存储器测试程序，测试内存存储器的读写速度和容量。
4.对内存存储器进行读操作和写操作，观察内存存储器的工作状态。
5.测试不同大小和型号的内存存储器，比较它们的读写速度和性能。
实验结果：1.经过测试，内存存储器的读写速度在20GB/s以上，容量为8GB。
2.内存存储器的读写速度快，可以满足CPU的数据读写需求。
3.不同大小和型号的内存存储器性能有所差异，需要根据具体需求选择适合的内存存储器。
实验四 存储器部件实验报告
实验四存储器部件实验班级：通信111班学号：201110324119 姓名：邵怀慷成绩：一、实验目的1、熟悉ROM芯片和RAM芯片在功能和使用方法等方面的相同和差异之处；学习用编程器设备向EEPROM芯片内写入一批数据的过程和方法。
2、理解并熟悉通过字、位扩展技术实现扩展存储器系统容量的方案。
3、了解静态存储器系统使用的各种控制信号之间正常的时序关系。
4、了解如何通过读、写存储器的指令实现对58C65 ROM芯片的读、写操作。
5、加深理解存储器部件在计算机整机系统中的作用。
二、实验内容1、要完成存储器容量扩展的教学实验，需为扩展存储器选择一个地址，并注意读写和OE等控制信号的正确状态。
2、用监控程序的D、E命令对存储器进行读写，比较RAM（6116）、EEPROM（28系列芯片）、EPROM（27系列芯片）在读写上的异同。
3、用监控程序的A命令编写一段程序，对RAM（6116）进行读写，用D命令查看结果是否正确。
4、用监控程序的A命令编写一段程序，对扩展存储器EEPROM（28 系列芯片）进行读写，用D命令查看结果是否正确；如不正确，分析原因，改写程序，重新运行。
三、实验步骤1、检查扩展芯片插座的下方的插针要按下列要求短接：标有“/MWR”“RD”的插针左边两个短接，标有“/MRD”“GND”的插针右边两个短接。
2、RAM（6116）支持即时读写，可直接用A、E 命令向扩展的存储器输入程序或改变内存单元的值。
(1) 用E命令改变内存单元的值并用D命令观察结果。
1) 在命令行提示符状态下输入：E 2020↙屏幕将显示：2020 内存单元原值:按如下形式键入：2020 原值：2222 （空格）原值：3333（空格）原值：4444（空格）原值：5555 ↙（1）结果2) 在命令行提示符状态下输入：D 2020↙屏幕将显示从2020内存单元开始的值，其中2020H~2023H的值为：2222 3333 4444 5555问题：断电后重新启动教学实验机，用D命令观察内存单元2020~2023 的值。
内存储器部件实验报告 -回复
内存储器部件实验报告-回复实验报告：内存储器部件（Memory Storage Components）引言：内存储器是计算机的重要组成部分，它用于存储和获取数据。
在这个实验报告中，我们将深入研究内存储器的不同部件，例如随机访问存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
我们将解释它们的工作原理、特点和应用，并通过实验进一步验证这些理论。
第一部分：随机访问存储器（RAM）1. RAM的定义和工作原理随机访问存储器（RAM）是一种易失性存储器，其中数据可以随机读取和写入。
它由一组存储单元组成，每个存储单元都有独立的地址。
RAM存储器的工作原理是基于电容的充电和放电。
通过控制电流，可以将数据存储在电容器中。
2. RAM的特点和应用- 特点：RAM存储器的数据传输速度非常快，存取时间短暂，可以读写数据。
然而，它是易失性存储器，当电源关闭时，数据会丢失。
- 应用：RAM广泛应用于计算机的主存储器中，用于临时存储运行的程序和数据。
它还用于缓存和高速缓存等应用中。
3. RAM的实验验证（实验过程和结果）第二部分：只读存储器（ROM）1. ROM的定义和工作原理只读存储器（ROM）是一种非易失性存储器，其中的数据在制造过程中被烧录，一旦存储，就不能被更改。
ROM包含了计算机启动所需的指令、固件程序和其他固定的数据。
ROM的工作原理是通过固定的电路和存储器位置来读取数据，并且不需要额外的电源。
2. ROM的特点和应用- 特点：ROM是一种非易失性存储器，它可以长期保存数据，即使在断电的情况下。
它具有高度的稳定性和可靠性。
- 应用：ROM广泛应用于计算机系统中，用于存储启动代码和基本输入/输出系统（BIOS）。
它还用于嵌入式系统和存储器芯片中。
3. ROM的实验验证（实验过程和结果）结论：通过本次实验，我们深入了解了随机访问存储器和只读存储器的工作原理、特点和应用。
我们从实验中发现，RAM和ROM在计算机系统中都有重要的作用。
存储器功能部件的设计与实现
存储器功能部件的设计与实现一、实验目的1、学习QuartusII软件的基本操作2、理解存储器的基本原理和过程3、设计出存储器功能部件并对设计的正确性进行验证二、实验内容1、设计出功能完善的存储器功能部件，并对设计的正确性进行验证。
具体要求如下：（1）用图形方式设计出存储器功能部件的电路原理图（2）测试波形要用时序仿真实现，验证存储器的读、写操作（3）写、读操作至少要访问到4个不连续的存储单元，即先向4个以上不连续的存储单元中写入不同的数据，再依次读出（4）将设计文件封装成器件符号（5）存储器的数据宽度最好为16位2、存储器扩展实验，具体如下：（1）用图形方式设计出存储器功能部件的电路原理图（2）用数据宽度为4或8,地址宽度为6的存储器,扩展成数据宽度为16,地址宽度为8的存储器（3）测试波形要用时序仿真实现，验证存储器的写、读操作,要访问到所有的存储器器件，即如果存储器的扩展设计用了8个存储器器件，就要用至少8个不同的数据，访问8个不同地址的存储单元，而这8个不同地址的存储单元，分别位于8个存储器器件中（4）将设计文件封装成器件符号三、实验装置安装有QuartusII软件的PC机1台。
四、实验原理（1)存储器功能部件设计利用参数化宏功能模块LPM_RAM_DQ设计16位存储器相对简单，只需要在存储模块定义LPM_RAM_DQ的参数数据位数LMP_WIDTH为16位、地址位数LMP_WIDTHAD为8即可定义成相应容量的存储器。
在该设计中需要说明的是，为了方便将设计的存储器模块用到总线系统中，所设计的模块要具有数据暂存和三态输出的功能，因此在存储器数据输入端需要添加数据暂存功能，在存储器数据输出端需要添加三态输出功能，即还要用到74213、74244芯片作为存储器的输入和输出。
（2)存储器扩展实验存储器扩展实验要求在利用参数化宏功能模块LPM_RAM_DQ设计存储器时数据位数LMP_WIDTH设置为4或8、地址位数LMP_WIDTHAD为6，再利用这样设计的存储器模块进行字扩展(地址宽度扩展）和位扩展（数据宽度扩展），最终实现数据宽度为16、地址宽度为8的存储器。
新型存储器单元的设计与实现
新型存储器单元的设计与实现以下是为您起草的一份关于新型存储器单元的设计与实现的合同：合同主体：甲方（委托方）：姓名：＿___________________统一社会信用代码：＿___________________乙方（受托方）：姓名：＿___________________统一社会信用代码：＿___________________11 合同标的：本合同的标的为新型存储器单元的设计与实现。
乙方应按照甲方的要求和相关技术标准，完成新型存储器单元的设计、开发、测试和交付工作。
111 具体要求包括但不限于：1111 存储器单元的性能指标达到约定的参数，如存储容量、读写速度、功耗等。
1112 具备良好的稳定性和可靠性，能够在特定的工作环境下正常运行。
1113 遵循相关的行业标准和技术规范进行设计。
21 甲方的权利和义务：211 权利：有权对乙方的设计与实现工作进行监督和检查。
有权要求乙方按照合同约定的时间和质量标准交付成果。
有权对乙方提交的阶段性成果提出修改意见和建议。
212 义务：按照合同约定向乙方支付相应的报酬。
为乙方提供必要的技术资料和信息，协助乙方完成设计与实现工作。
及时对乙方提交的成果进行验收和确认。
22 乙方的权利和义务：221 权利：有权要求甲方按照合同约定支付报酬和提供必要的协助。
有权根据实际情况，在保证合同标的实现的前提下，对设计方案进行合理调整。
222 义务：按照合同约定的要求和时间进度，完成新型存储器单元的设计与实现工作。
保证设计成果的质量和性能符合合同约定的标准。
对设计过程中涉及的技术秘密和商业秘密进行保密，不得向第三方泄露。
31 违约责任：311 若甲方未按照合同约定支付报酬，每逾期一天，应按照未支付金额的具体比例向乙方支付违约金。
逾期超过约定天数的，乙方有权暂停工作，并要求甲方支付已完成工作的报酬及违约金。
312 若乙方未按照合同约定的时间和质量标准交付成果，应承担相应的违约责任。
存储主板设计实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解存储主板的基本组成和功能；2. 掌握存储主板设计的基本原理和步骤；3. 培养动手实践能力和问题解决能力。
二、实验原理存储主板是计算机系统的重要组成部分，主要负责存储数据和指令。
它由多个存储器芯片、地址译码器、数据缓冲器、控制电路等组成。
存储主板设计实验主要涉及以下几个方面：1. 存储器芯片的选择：根据实际需求选择合适的存储器芯片，如SRAM、DRAM等；2. 地址译码器的设计：将CPU发出的地址转换为对应的存储单元地址；3. 数据缓冲器的设计：提高数据传输速度和可靠性；4. 控制电路的设计：实现存储器的读写操作、片选、刷新等功能。
三、实验步骤1. 实验器材（1）存储器芯片：SRAM、DRAM等；（2）地址译码器芯片：74LS138、74LS153等；（3）数据缓冲器芯片：74LS245、74LS244等；（4）控制电路芯片：74LS00、74LS02等；（5）面包板、连接线、电源等。
2. 实验内容（1）选择合适的存储器芯片，如SRAM、DRAM等；（2）设计地址译码器，将CPU发出的地址转换为对应的存储单元地址；（3）设计数据缓冲器，提高数据传输速度和可靠性；（4）设计控制电路，实现存储器的读写操作、片选、刷新等功能；（5）搭建存储主板电路，连接各芯片和引脚；（6）测试存储主板的功能，确保其正常工作。
3. 实验过程（1）根据实际需求选择合适的存储器芯片，如SRAM、DRAM等；（2）设计地址译码器，根据CPU的地址范围和存储器芯片的地址范围，选择合适的译码器芯片，如74LS138、74LS153等；（3）设计数据缓冲器，选择合适的数据缓冲器芯片，如74LS245、74LS244等，连接数据线和地址线；（4）设计控制电路，根据存储器芯片的功能和操作要求，选择合适的控制电路芯片，如74LS00、74LS02等，连接读写信号、片选信号、刷新信号等；（5）搭建存储主板电路，将各芯片和引脚连接到面包板上，确保连接正确；（6）测试存储主板的功能，使用示波器或逻辑分析仪等工具，观察存储器芯片的读写信号、片选信号、刷新信号等，确保存储主板正常工作。
存储器设计：存储器设计课程设计
计算机组成原理实验实验五存储器设计专业班级计算机科学与技术学号0936008 姓名冯帆学号0936036 姓名张琪实验地点理工楼901实验五存储器设计一、实验目的1、掌握RAM 和ROM 的Verilog 语言描述方法；2、学习用宏模块的方法定制RAM 和ROM 。
二、实验内容1、设计并实现一个8*8 的单端口的RAM ；2、设计并实现一个128*16的ROM ；3、设计并实现一个双端口的128*16的RAM 。
4、设计并实现正弦信号发生器，参考“正弦信号发生器实验指南”。
三、实验仪器及设备PC 机+ Quartus Ⅱ0 + DE2-70四、实验步骤打开Quartus 软件，新建工程。
2．分析单端口，双端口，ROM,RAM 的含义。
3．Verilog 程序如下，并简单注释。
①module SingleRamTest(read_data, read_address, write_data,write_address, memwrite, clock, reset);output [7:0] read_data; //数据的输出input [2:0] read_address; //读数据地址的输入input [7:0] write_data; //写数据地址的输入input [2:0] write_address; //写数据地址的输入input memwrite; //若该信号为1，进行写操作，反之，写操作input clock;input reset; //复位和时钟信号reg [7:0] read_data, mem0,mem1,mem2,mem3,mem4,mem5,mem6,mem7; //设置存储器存储单元always @(read_address or mem0 or mem1 or mem2 or mem3 or mem4 or mem5 or mem6 or mem7) //若上述信号有一个发生变化，则启动该模块begincase(read_address) //读地址确定唯一的存储单元并将数据存储到readdata 中3"b 000: read_data=mem0;3"b 001: read_data=mem1;3"b 010: read_data=mem2;3"b 011: read_data=mem3;3"b 100: read_data=mem4;3"b 101: read_data=mem5;3"b 110: read_data=mem6;3"b 111: read_data=mem7;default: read_data=8"h FF;endcaseendalways @(posedge clock or posedge reset) //在时钟或者复位信号的控制下beginif (reset) //如果复位，则所有存储单元都设置为初始化值beginmem0=8"h 55;mem1=8"h 55;mem2=8"h 55;mem3=8"h 55;mem4=8"h 55;mem5=8"h 55;mem6=8"h 55;mem7=8"h 55;endelse if (memwrite) //若不复位，且写信号有效，则将writedata 的值写到mem 存储单元里case (write_address)3"b 000 : mem0=write_data;3"b 001 : mem1=write_data;3"b 010 : mem2=write_data;3"b 011 : mem3=write_data;3"b 100 : mem4=write_data;3"b 101 : mem5=write_data;3"b 110 : mem6=write_data;3"b 111 : mem7=write_data;endcaseendendmodule②设计并实现一个128*16的ROM 。
实验五存储器设计
计算机组成原理实验五《存储器设计》实验报告姓名：吴速碘黄紫微学号：班级：计算机二班日期2015、5、25实验五存储器设计一、实验目的1、掌握RAM和ROM的Verilog语言描述方法；2、学习用宏模块的方法定制RAM和ROM。
二、实验任务1、设计并实现一个128*16 的单端口的RAM；2、设计并实现一个128*16的ROM；3、设计并实现一个双端口的128*16的RAM4、设计并实现一个16*32的FIFO。
5、设计并实现正弦信号发生器，见“正弦信号发生器实验指南”。
三、实验步骤1 编写Verilog代码（见附页）2功能仿真进行分析与综合，排除语法上的错误建立波形仿真文件，输入激励生成功能仿真网表进行功能仿真，观察输出结果3选择器件DE2_70开发板的使用者请选择EP2C70F896C64绑定管脚5 下载验证DE2_70开发板的下载:使用USB-Blaster进行下载四、实验内容五、实验思考题1、分析存储器采用三态输出的原因是什么？存储器的输出端是连接在数据总线上的。
数据总线相当于一条车流频繁的大马路，必须在绿灯条件下，车辆才能进入这条大马路，否则要撞车发生交通事故。
同理，存储器中的数据是不能随意传送到数据总线上的。
例如，若数据总线上的数据是“1”(高电平5V)，存储器中的数据是“0”(低电平0V)，两种数据若碰到一起就会发生短路而损坏单片机。
因此，存储器输出端口不仅能呈现“l”和“0”两种状态，还应具有第三种状态“高阻"态。
呈“高阻"态时，输出端口相当于断开，对数据总线不起作用，此时数据总线可被其他器件占用。
当其他器件呈“高阻”态时，存储器在片选允许和输出允许的条件下，才能将自己的数据输出到数据总线上。
2、单端口和双端口的区别是什么？单端口ram是ram的读写只有一个端口，同时只能读或者只能写。
双端口ram是ram读端口和写端口分开，一个端口能读，另一个端口可以同时写。
3、什么情况下考虑采用双端口存储器？（1）为了使不致因为等待存储器读写操作的完成而无事可做,可以采取一些加速CPU 和存储器之间有效传输的特殊措施:●采用更高速的，或加长存储器的；●采用并行操作的双端口存储器；●在CPU和之间插入一个（Cache），以缩短读出时间；●在每个存储器周期中存取几个字．(采用交叉存储器)（2）双端口存储器是指同一个存储器具有两组相互独立的读写控制线路,由于进行并行的独立操作，是一种高速工作的存储器。
设计示例1存储器设计
设计示例1：存储器设计1、 存储器模块定义：存储器用于存放CPU 运算的程序指令和数据等，采用单端口存储器设计，设计最大为64个存储单元，每个存储单元数据宽度为32bit 。
下图为指令存储器的模块框图。
module ExtMem图1 模块框图2、 结构框图：3、 接口说明：表1： 存储器接口信号说明表4、 时序说明：ExtMem_CLK ExtMem_WR ExtMem_RD ExtMem_Adr ValidValidExtMem_DinExtMem_CS图2 存储器接口读时序框图ExtMem_CLK ExtMem_WR ExtMem_RD ExtMem_Adr Valid ValidExtMem_DoutExtMem_CS图3 存储器接口写时序框图Valid ExtMem_DoutExtMem_CLK ExtMem_WR ExtMem_RD ExtMem_AdrValid ValidExtMem_Din ExtMem_CS Valid图4 存储器接口读写时序框图5、 设计电路源代码Module Mem ( input CLK,input CSn, input [5:0] Addr, input WRn, input RDn, input [31:0] Din, output [31:0] Dout );reg [31:0] Memory [0: 63] ; //---存储器写操作always @( posedge CLK) beginif (~CSn & ~WRn ) Memory[Addr]<= Din; end//---存储器读操作方式1 always @( posedge CLK )beginif (~CSn & ~RDn ) Dout<= Memory[Addr];end//---存储器读操作方式2always @( * )beginif (~CSn & ~RDn ) Dout<= Memory[Addr];endendmodule问题讨论：//------方式1与方式2的区别？//------ altera公司的FPGA芯片，使用其内部存储器IP必须采用方式1设计//------ xilinx公司的FPGA芯片，使用其内部存储器IP可以采用方式1或方式2设计6、指令存储器初始化值设计在仿真环境下，在设计电路中添加如下初始化存储器值电路：initialbegin#0 Memory[6'h0]<=32'h10; Memory[1]=32'h11; Memory[2]=32'h12;Memory[63]=32'h63;end问题讨论：在硬件设计实现方式下，如何给存储器赋初值？7、设计电路仿真所设计的存储器模块电路，采用xxxx仿真器工具进行了设计仿真验证，如图5所示。
寄存器组的设计与实现
寄存器组的设计与实现寄存器组是计算机中的重要组成部分，用于存储和操作数据。
设计和实现一个合适的寄存器组对计算机的性能和功能起着至关重要的作用。
下面将详细介绍寄存器组的设计与实现。
首先，寄存器组的设计应满足以下几个关键要求：1.容量大小：寄存器组的容量应根据计算机的需求来确定，通常以位为单位进行衡量。
较大的容量可以提高计算机的运算能力，但也会增加成本和功耗。
2.位宽度：位宽度指寄存器组中每个寄存器可以存储的位数。
根据计算机的需求，可以选择不同的位宽度，常见的有8位、16位、32位和64位。
较大的位宽度可以提高数据处理速度，但也会增加硬件的复杂性。
3.读写速度：寄存器组应具有足够快的读和写速度，以确保数据的实时性和准确性。
这取决于寄存器组的存储器技术和访问方式。
接下来是寄存器组的实现方式。
常见的寄存器组实现方式有以下几种：1.存储在寄存器文件中：寄存器文件是一种硬件电路，用于存储和操作寄存器。
寄存器文件可以使用静态随机存取存储器（SRAM）或动态随机存取存储器（DRAM）来实现。
它包含多个寄存器，并且可以同时读取和写入多个寄存器。
2.分段寄存器组：在一些计算机架构中，寄存器组被划分为多个段，每个段用于存储不同类型的数据，例如程序计数器、指令寄存器、数据寄存器等。
这种分段寄存器组可以提高计算机的性能和功能。
3.流水线寄存器组：流水线是一种计算机指令执行方式，其中指令被分为多个流水线级别，并依次在各级别上执行。
为了实现流水线执行，需要使用流水线寄存器组来存储每个级别的数据和状态。
流水线寄存器组能够提高计算机的指令执行速度和吞吐量。
此外，寄存器组的实现还要考虑以下几个方面：1.传输方式：寄存器组可以使用并行传输方式或串行传输方式进行数据的读写。
并行传输方式可以提高数据传输速度，但需要更多的硬件资源。
串行传输方式可以减少硬件成本，但速度较慢。
2.控制逻辑：寄存器组的读写操作需要通过控制逻辑进行控制。
控制逻辑可以使用组合逻辑电路或时序逻辑电路来实现。
主存储器设计举例
❖ 例题 已知： ① CPU的地址总线16根(A15—A0，A0为低位） ② 双向数据总线8根(D7—D0) ③ 控制总线中与主存有关的信号有MREQ(允许访
存，低电平有效)，R/ W(高电平为读命令，低电 平为写命令) 要求：主存地址空间满足如下分配: ① 0—8191为系统程序区，由只读存储芯片组成. ② 8192—32767为用户程序区；最后(最大地 址)2K 地址空间为系统程序工作区. ③ 地址用十进制且按字节编址.
改错题：
1．用64K*32位的DRAM芯片组成一个2M*64位 的半导体主存储器，该主存的地址寄存器和
2数．码静寄态存存器储分器别(S是RA1M6位)是与属3于2位非。易失性存贮 器。
1．用256K*16位的EDRAM芯片组成一个内存条，若 要构建4M*16位的半导体主存储器。试求：
(1) 该主存的地址寄存器和数码寄存器各需要多少位？ (2)该主存共需几个内存条？ (3) 当每个内存条的地址线均采用双译码实现时，其需
3 ．扩展型操作码意指: 指令字长度不变，但让操作
码的长度随
的减少而增加，因而是一种
指令优化技术。
4 ．在操作数寻址方式中，若D表示形式地址时，相
对寻址方式的操作数有效地址为
；若采
用基址寻址方式 (其中基址寄存器为32位，形式
地址D为20位)，则其操作数的最大存储空间是
存储单元。
5．条件转移、无条件转移、转子程序、返回主程序、 中断返回指令都属于 类指令，这类指令在指 令格式中所表示的地址是 的地址。
需的实际刷新时间是多少？
设计题：
1.① 试设计出字长为4位的X±Y的补码加法器 逻辑图（含溢出判断电路）.
② 写出三种判溢的逻辑表达式
寄存器组的设计与实现
寄存器组的设计与实现第______ _________组成员___ ____ ____实验日期___ _____ _____实验报告完成日期___________一、实验目的１、学习掌握Ｑｕａｒｔｕｓ软件的基本操作；２、理解寄存器组的工作原理和过程；３、设计出寄存机组并对设计的正确性进行验证；二、实验内容１、设计出功能完善的寄存器组，并对设计的正确性进行验证。
要求如下：（１）用图形方式设计出寄存器组的电路原理图（２）测试波形时用时序仿真实现，先将不同的数据连续写入４个寄存器后，再分别读出（３）将设计文档封装成器件符号。
（４）数据的宽度最好是１６位２、能移位的暂存器实验，具体要求如下：（１）用图形方式设计出能移位的暂存器电路原理图，分别实现左移、逻辑右移和算术右移。
（２）测试波形时要用时序仿真实现，测试数据不要全为０也不要全为１，算术右移的测试数据要求为负数（即符号位为１）（３）将设计文档封装成器件符号。
（４）数据的宽度最好是１６位三、能完善的寄存器组设计思想１、对于寄存器组设计思路利用具有三态功能的寄存器堆７４６７０芯片进行设计，根据实验要求，需要设计１６位的存储器组，则需要７４６７０芯片４片，在寄存器组工作时，同时对４片７４６７０芯片进行读写操作控制，封装后即可作为包含有４个寄存器的１６位寄存器组在主机系统中调用。
２、对７４６７０器件的学习７４６７０（三态输出４×４寄存器堆）提供４个４位的寄存器，在功能上可对４个寄存器去分别进行写操作和读操作。
在寄存器进行写操作时，通过ＷＢ、ＷＡ两个寄存器选择端的组合和００、０１、１０、１１、来选择寄存器，公国ＧＷＮ写操作端控制进行三态控制，在ＧＷＮ为低电平时将数据写入端数据Ｄ４Ｄ３Ｄ２Ｄ１写入该寄存器；在寄存器进行读操作时，通过ＲＢ/ＲＡ两个寄存器选择端的组合和００、０１、１０、１１来选择寄存器，通过ＧＲＮ读控制端进行三态控制，在ＧＲＮ为低电平时将所选寄存器数据通过Ｑ４Ｑ３Ｑ２Ｑ１进行输出，芯片图如下：功能表如下：读功能表：写功能表：四、能完善的寄存器组逻辑电路图（以框图方式画）五、能移位的暂存器设计思想算术移位和逻辑移位区别：算术移位是对带符号数进行移位，逻辑移位对无符号数进行移位。
电脑存储结构设计与实现_课程设计报告
《数据结构》课程设计报告课落款称：电脑存储结构设计与实现一、课落款称电脑存储结构的设计与实现二、要紧内容电脑存储结构设计与实现主若是模拟“我的电脑”中硬盘信息的成立、查找、插入、修改、删除等功能。
可。
大体功能如下：（1）硬盘初始化信息：我的电脑（根结点）。
（2）硬盘格式化：为我的电脑分区，分区的个数由后台终端输入决定，每一个硬盘分区信息包括卷名、文件系统类型、容量等。
（3）文件或文件夹的添加：即创建某个分区的小孩结点信息（文件（夹）），小孩结点的数量由操纵台端给出，信息包括文件（夹）名，文件（夹）大小，所有文件（夹）的文件名此处不能重复。
创建好的文件夹中还能创建其小孩结点信息（文件（夹））。
（4）文件或文件夹信息的修改：能够修改某一文件或文件夹的信息，包括名字和大小。
（5）文件或文件夹的查询：查询某一文件或文件夹的具体途径。
（从我的电脑开始）（6）文件或文件夹的删除：删除此文件，若是是文件夹，假设其有后代，将删除其所有后代成员（文件或文件夹）。
三、课题设计的大体思想，原理和算法描述第一，设计的电脑存储结构是一个非线性结构，因此不能用线性结构来做，要用树或是图。
而，文件与文件之间的关系是一对多，因此，用树结构来描述。
在确信了利用树结构以后，接着确实是设计函数和函数的各功能的实现了。
然后，大体思路为：一、总程序包括了三个部份，有头文件，各个功能函数和主函数。
头文件包括的是函数的外部声明，结构体的概念，和符号常量的概念。
各个功能函数确实是通过设计代码，实现程序所需的各个功能的实现。
主函数用于设计显示界面和挪用各个功能函数。
接着，依照题目要求可知，需要实现的功能函数包括创建结点函数，查找函数，添加函数，修改函数和删除函数。
设计的流程图：程序中包括的各个功能函数的流程：第一是初始化函数：接着的是格式化函数：文件的添加函数：添加函数的开始部份需要判定flat是不是等于1；来判定是不是已经格式化。
然后: 文件的修改流程：文件的查询流程：输入需要查询的文件夹不存在判断是否存在该文件夹存在输出所查询的文件信息与路径四、运行例如及结果分析图1 将硬盘进行初始化图2 将硬盘进行格式化，分成了两个区c和d.图3 在c区内添加文件夹1和2.图4 查询硬盘中的文件，而且输出它的途径图5 修改文件名和文件的容量图6 再次查询是不是修改成功图7 通过删除操作删除文件夹1，仍可点击查询文件夹2五、调试和运行程序进程中产生的问题及采取的方法一、在进行编写输前途径函数的时候，最初的程序中添加了指针parent,可是如此编写起来感觉很复杂了，于是取消了那个指针，这时没方法找到双亲结点，Path功能无法实现，查找资料，取得了path函数。
小型存储系统设计举例
• 例：用全译码法设计一个12KB的主存储器系统。其低8KB为EPROM芯片， 选用2片4K×8的2732A芯片。高4KB为SRAM芯片，选用两片2K×8位的6 116芯片。主存储器系统的地址范围为0000H~2FFFH。系统提供16位地 址线、8根数据线。 ①系统需要2片2732，2片6116。2732有12条地址线，6116有11条地 址线，因此除了使用74LS138外，还需要一些辅助电路来形成片选 信号。 根据题意，各存储器芯片的地址范围如下： 2732（1）：0000H～0FFFH 2732（2）：1000H～1FFFH 6116（1）：2000H～27FFH 6116（2）：2800H～2FFFH ②画地址位图，以获得译码关系和每片地址范围。 ③画连接图
_____ MREQ A15 A14 A13 A12
A0~A11
___ G2B ___ G2A C B A
G1 __ Y2 __ Y1 __ Y0
VCC
A14 A13 A12 A14 A13 A12 A14 A13 A12
≥1
1
A11
≥1
CPU
A0~A11 __ 2732A CE __ OE
D0~D7
• 完成该图中地址线、数据线和控制线的连接，要求EPROM的地址从1000 H开始，RAM的存储空间与EPROM的存储空间连续，EPROM为低地址，RAM 为高地址。 扩充后RAM 的地址范围 是多少？ EPROM的 地址范围是 C 多少？扩展 B A 的存储空间 共有多少个 字节？
• 小型存储器设计的一般步骤： （1）根据系统实际装机存储容量，确定存储器在整个存储空间中位 置。 （2）选择合适的存储芯片。 ①根据系统性能指标要求选择芯片类型（RAM或ROM）与型号。 ②确定芯片数量：若存储容量为M×N位，所用芯片容量为L×K位， 则系统字、位同时扩展需（M/L）×（N/K）个芯片。 （3）画地址位图。即按系统所提供地址总线对所设计存储空间进行 地址编码，分出低位地址线选择片内各单元，高位地址线确定片 选择译码逻辑。 （4）画出所设计存储器原理图，需要时指明每片地址范围。图中包 括地址线连接及译码电路、数据线连接、读/写控制线连接及其控 制逻辑电路等。
储存装置毕业设计
储存装置毕业设计储存装置毕业设计在信息时代的今天，数据的存储和管理变得越来越重要。
随着科技的不断发展，人们对于数据存储设备的需求也越来越高。
作为一名计算机科学专业的学生，我决定以储存装置为主题进行毕业设计，以探索和研究新的存储技术，为未来的数据存储提供更好的解决方案。
第一部分：现有的储存技术首先，我将对目前已有的储存技术进行调研和分析。
从传统的硬盘驱动器到固态硬盘，再到最新的云存储技术，我将比较它们的优劣势以及适用场景。
同时，我还将研究和探索新的储存技术，如光存储和量子存储，以了解它们的原理和潜在的应用领域。
第二部分：设计与实现在第二部分，我将着重于设计和实现新的储存装置。
首先，我将进行需求分析，确定用户对于储存设备的具体需求和期望。
然后，我将制定设计方案，并进行原型制作和测试。
在这个过程中，我会尽可能地融入最新的技术和理论，以实现更高效、更可靠的数据存储方案。
第三部分：性能评估与优化在设计和实现完成后，我将进行性能评估和优化工作。
通过对储存装置的读写速度、数据容量和可靠性等方面进行测试和分析，我将评估其性能是否符合设计要求，并提出改进方案。
同时，我还将考虑能源消耗和环境影响等因素，以寻求更加可持续的储存解决方案。
第四部分：应用与未来展望最后，我将探讨储存装置的应用和未来展望。
我将研究不同领域对于储存设备的需求，并提出相应的解决方案。
同时，我还将展望未来储存技术的发展趋势，如人工智能和大数据分析对于储存需求的影响，以及可能出现的新的储存技术和设备。
结语：通过这个毕业设计，我希望能够深入了解和研究储存装置的原理和应用，为未来的数据存储提供更好的解决方案。
同时，我也希望通过这个项目，提升自己的技术能力和解决问题的能力。
储存装置的毕业设计将是我学习和成长的重要一步，我期待能够在这个项目中取得令人满意的成果，并为未来的科技发展做出一点贡献。
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存储器功能部件的设计与实现
存储器功能部件的设计与实现
一、实验目的
1、学习QuartusII软件的基本操作
2、理解存储器的基本原理和过程
3、设计出存储器功能部件并对设计的正确性进行验证
二、实验内容
1、设计出功能完善的存储器功能部件，并对设计的正确性进行验
证。
具体要求如下：
（1）用图形方式设计出存储器功能部件的电路原理图
（2）测试波形要用时序仿真实现，验证存储器的读、写操作（3）写、读操作至少要访问到4个不连续的存储单元，即先向4个以上不连续的存储单元中写入不同的数据，再依次读出（4）将设计文件封装成器件符号
（5）存储器的数据宽度最好为16位
2、存储器扩展实验，具体如下：
（1）用图形方式设计出存储器功能部件的电路原理图
（2）用数据宽度为4或8，地址宽度为6的存储器，扩展成数据宽度为16，地址宽度为8的存储器
（3）测试波形要用时序仿真实现，验证存储器的写、读操作，要访问到所有的存储器器件，即如果存储器的扩展设计用了8个存储器器件，就要用至少8个不同的数据，访问8个不同地址的存储单元，而这8个不同地址的存储单元，分别位于
8个存储器器件中
（4）将设计文件封装成器件符号
三、实验装置
安装有QuartusII软件的PC机1台。
四、实验原理
(1)存储器功能部件设计
利用参数化宏功能模块LPM_RAM_DQ设计16位存储器相对简单，只需要在存储模块定义LPM_RAM_DQ的参数数据位数LMP_WIDTH为16位、地址位数LMP_WIDTHAD为8即可定义成相应容量的存储器。
在该设计中需要说明的是，为了方便将设计的存储器模块用到总线系统中，所设计的模块要具有数据暂存和三态输出的功能，因此在存储器数据输入端需要添加数据暂存功能，在存储器数据输出端需要添加三态输出功能，即还要用到74213、74244芯片作为存储器的输入和输出。
（2)存储器扩展实验
存储器扩展实验要求在利用参数化宏功能模块LPM_RAM_DQ
设计存储器时数据位数LMP_WIDTH设置为4或8、地址位数LMP_WIDTHAD为6，再利用这样设计的存储器模块进行字扩展（地址宽度扩展）和位扩展（数据宽度扩展），最终实现数据宽度为16、地址宽度为8的存储器。
五、设计
六、实验结果
（1）原理图。