第四次实验:2021年4月15日星期四,第7周
第二次部件级实验,算分
(1)完成随机存储器(RAM)读写系统结构设计;
(2)熟悉随机存储器(RAM)的读写时序;
(3)完成随机存储器(RAM)读写操作的微程序实现;
(4)熟悉随机存储器(RAM)的功能测试。
核心部分是完成对红色部分的读取
本次实验的设计电路要求必须使用老师课件中的方案二
本次实验的基本思路如下
上面的步骤全部需要通过微程序实现,总共需要五步,共五条微指令,写入ROM即可
我自己设计的微指令格式如下
微指令共24位:A23,A22,A21…A2,A1,A0
A7:HALT(停机指令)
A6:EN/WR(写RAM和使能信号)
A5:RD(读RAM)
A4:MARY(二路选择器选择MAR输出)
A3:PCY(二路选择器选择PC输出)
A2:CPMBR(MBR打入脉冲)
A1:CPMAR(MAR打入脉冲)
A0:CPPC(PC打入脉冲)
五条微指令和具体信号根据上面的基本思路来就可以了,最好PC+1的信号在后,这样比较不会出现时序问题,这里三态门输出使能端EN和WR信号共用一个信号
注意:最后一条指令一定要是停机指令,否则会一直执行
本次实验使用实验平台上的连续脉冲,因此只需要按一次单脉冲键即可,连续脉冲会自动运行,并取出ROM中已经提前写入的所有微程序,直到停机指令的执行,因此需要在原本脉冲的基础上增加一个启动电路
启动电路具体的电路图在课件上有,这里我把它封装成一个单独的部件,以便之后可以复用
当HALT为1时,输出端CP一直为0,启动电路暂停运行。
特别提醒:最后的输出那里的非门一定不能少,一定不能少!!!
MBR寄存器和普通寄存器的功能类似,只是在输出端加上了三态门进行控制
特别注意:三态门的控制端EN,值为1的时候是通路,值为0的时候是高阻态
特别注意:总图中包含了uPC和PC两个计数器,uPC负责给出ROM中的微程序的地址,而PC负责给出RAM中数据的地址
这里复用了之前实验的模256计数器和数据选择器
在这次实验中,RAM中数据的写入和读取都是用软件实现的,ROM中微指令的写入也是用软件实现的
首先将数据写入RAM,将微指令写入ROM。当微指令运行结束之后,按下读取RAM,查看具体的结果
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