基本运算器实验模板

计算机科学与技术系计算机科学与技术系 实实 验验 报报 告告 专业名称 计算机科学与技术 课程名称 计算机组成原理 项目名称 基本运算器实验 班 级 学 号 姓 名 同组人员 无 实验日期 2016 5 17 一 实验目的与要求一 实验目的与要求 一 实验目的 1 了解运算器的组成结构 2 掌握运算器的工作原理 二 实验要求 1 实验之前 应认真准备 写出实验步骤和具体设计内容 否则实验效 率会特别低 一次实验时间根本无法完成实验内容 即使基本作对了 也很难 说懂得了些什么重要教学内容 2 应在实验前掌握所有控制信号的作用 写出实验预习报告并带入实验 室 3 实验过程中 应认真进行实验操作 既不要因为粗心造成短路等事故 而破坏设备 又要仔细思考实验有关内容 把自己想不明白的问题通过实验理 解清楚 二 实验逻辑原理图与分析二 实验逻辑原理图与分析 2 1 画实验逻辑原理图画实验逻辑原理图 xxxxxxxxxx xxxxxxxxxx 多路开关判零 A xx LOG xxSHF xx ART xx 进位 B xx 2 2 逻辑原理图分析逻辑原理图分析 1 运算器内部含有三个独立运算部件 分别为算术 逻辑和移位运算部件 要处理的数据存于暂存器 A 和暂存器 B 三个部件同时接受来自 A 和 B 的数据 有些处理器体系结构把移位运算器放于算术和逻辑运算部件之前 如 ARM 2 各部件对操作数进行何种运算由控制信号 S3 S0 和 CN 来决定 任何时候 多路选择开关只选择三部件中一个部件的结果作为 ALU 的输出 如果是影 响进位的运算 还将置进位标志 FC 在运算结果输出前 置 ALU 零标志 ALU 中所有模块集成在一片 CPLD 中 3 数据通路图及分析数据通路图及分析 1 逻辑运算 2 移位运算 3 算术运算 四 实验数据和结果分析四 实验数据和结果分析 4 1 实验结果数据 运算类型 ABS3 S2 S1 S0CN 结果 65A70 0 0 0XF 65 FC 0 FZ 0 65A70 0 0 1XF A7 FC 0 FZ 0 65A70 0 1 0XF 25 FC 0 FZ 0 65A70 0 1 1XF E7 FC 0 FZ 0 逻辑运算 65A70 1 0 0XF 9A FC 0 FZ 0 65A70 1 0 1XF CA FC 0 FZ 0 65A70F 32 FC 0 FZ 0 65A7 0 1 1 0 1F B2 FC 1 FZ 0 65A70F CA FC 1 FZ 0 移位运算 65A7 0 1 1 1 1F CA FC 0 FZ 0 65A71 0 0 0XF 65 FC 0 FZ 0 65A71 0 0 1XF 0C FC 1 FZ 0 1 0 1 0 FC 0 XF 0D FC 1 FZ 065A7 1 0 1 0 FC 1 XF 0E FC 1 FZ 0 65A71011XF BE FC 1 FZ 0 65A71 1 0 0XF 64 FC 0 FZ 0 算数运算 65A71 1 0 1XF 66 FC 0 FZ 0 4 2 结果数据分析 1 逻辑运算逻辑运算 A 65 B A7 S3S2S1 0010 时 F AB S3S2S1 0011 时 F A B 2 移位运算移位运算 S3S2S1 0111 时 cn 1 F A 带进位循环左移 1 位 3 算数运算算数运算 S3S2S1 1001 时 F A B S3S2S1 1011 时 F A B A 补 补 B 补 补 五 实验问题分析 思考题与小结五 实验问题分析 思考题与小结 实验过程中的问题分析 产生的原因以及解决方法 思考题 总结 思考题 1 con 单元的 SD27 SD20 数据开关置一个二进制数 任意 置 LDA 1 LDB 0 连续按动时序单元的 按钮 实现了什么数据通路 答 数据开关 LDA 2 con 单元的 SD27 SD20 数据开关置一个二进制数 任意 置 LDA 0 LDB 1 连续按动时序单元的 按钮 实现了什么数据通路 答 数据开关 LDB 3 置 ALU B 0 LDA 0 LDB 0 置 S3 S2 S1 S0 1111 实现了什么数 据通路 进行什么运算 答 LDA LDB ART 多路开关 BUS 进行的是算数运算 保留 4 置 ALU B 0 LDA 0 LDB 0 置 S3 S2 S1 S0 1010 实现了什么数 据通路 进行什么运算 答 LDA LDB ART 多路开关 BUS 进行的是算数运算 F A B FC 5 置 ALU B 0 LDA 0 LDB 0 置 S3 S2 S1 S0 1010 实现了什么数 据通路 进行什么运算 答 F A B FC FC 0 时 F 0D FC 1 时 F OE 6 你对 74181 的功能有哪些认识 答 74181 是 4 位的算逻单元 其中红色的标示为输入信号 绿色的标示 为输出信号 其中 A B 为两个输入的操作数据 F 为输出的结果 S 为 ALU 功 能选择线 包括各种算术元算和逻辑运算等 Cn 为低位向他的进位 Cn 4 为 他向高位的进位 G 为进位产生函数 P 为进位传递函数 A B 为指示 A 与 B 相等的输出信号 通过与 74182 的级联操作 可以构造更多位数的加法器 小结 小结 通过实验我掌握了存储器的工作特点 和使用方法 学会了写地址操作数 将 数据写入到地址寄存器 AR 里 对存储器的地址单元进行写内容操作和相关数 据的写入 最后独处地址单元的内容 在此实验中 一定要注意数据的输入的 正确性 一次输入