CPU与存储器的连接

1、 实验实验1软件学院软件学院Slide 1CPU与存储器的连接与存储器的连接一一、实验目的实验目的1.模拟一台完整的计算机，了解计算机硬模拟一台完整的计算机，了解计算机硬件设计过程的整个流程件设计过程的整个流程2.掌握用原理图和作为设计输入的方法。掌握用原理图和作为设计输入的方法。3.掌握使用以前编译完成的硬件继续设计掌握使用以前编译完成的硬件继续设计的方法。的方法。 实验实验1软件学院软件学院Slide 2二、实验内容二、实验内容1. 通过模型机和一个存储器模块相连，构通过模型机和一个存储器模块相连，构成一台计算机的主机；成一台计算机的主机；2. 用原理图作为设计输入对上述的主机进用原理图作

2、为设计输入对上述的主机进行综合编译行综合编译 。3. 对所设计模型进行测试。对所设计模型进行测试。CPU与存储器的连接与存储器的连接 实验实验1软件学院软件学院Slide 3(1) CPU是自己编写的模块是自己编写的模块(2) Memory是调用库元件是调用库元件lpm_ram_dq；(3) 在顶层在顶层computer中将二者相连；中将二者相连； 实验实验1软件学院软件学院Slide 4测试程序 指令代码 操作结果（16进制） 程序地址（H） 16进制 2进制 指令助记符 操作 R0 R1 R2 R3 内存 01E 单元 00 00 0000 0000 Idle 无操作 00 00 00 0

3、0 00 01 15 0001 0101 Load 5 R0 05 05 02 24 0010 0100 Move R1, R0 R1 (R0) 05 03 D0 1101 0000 04 1F 0001 1111 Read 01F R0 (01F) 39 05 94 1001 0100 Shl R1 R1 （R1）左移 0A 06 31 0011 0001 Add R0, R1 R0 (R0) + (R1) 43 07 E0 1110 0000 08 1E 0001 1110 Write 01E 01E (R0) 43 实验实验1软件学院软件学院Slide 5测试程序（续） 指令代码 操作结

4、果（16 进制） 程序地址（H） 16进制 2 进制 指令助记符 操作 R0 R1 R2 R3 内存 01E 单元 09 41 0100 0001 Sub R0, R1 R0 (R0) (R1) 39 0A A1 1010 0001 Swap R0, R1 (R0) (R1); 0A 39 0B 61 0110 0001 OR R0, R1 R0 (R0) OR (R1) 3B 0C 84 1000 0100 Shr R1 R1 （R1）右移 1C 0D 51 0101 0001 AND R0, R1 R0 (R0) AND (R1) 18 0E 28 0010 1000 Move R2, R

5、0 R2 (R0) 18 0F 2D 0010 1101 Move R3, R1 R3 (R1) 1C 10 7B 0111 1011 XOR R2, R3 R2 (R2) XOR (R3) 04 11 D0 1101 0000 12 1E 0001 1110 Read 01E R0 (01E) 43 13 C0 1100 0000 14 19 0001 1001 Jz 019 若（R0）= 0 转移至019，否则执行下一条 实验实验1软件学院软件学院Slide 6测试程序（续） 指令代码 操作结果（16 进制） 程序地址（H） 16进制 2 进制 指令助记符 操作 R0 R1 R2 R3 内

6、存 01E 单元 15 D0 1101 0000 16 1D 0001 1101 Read 01D R0 (01D) 00 17 B0 1011 0000 18 13 0001 0011 JMP 013 无条件转移至 013 19 F0 1111 0000 Stop 停止执行 1A 00 0000 0000 （数据） 1B 00 0000 0000 （数据） 1C 00 0000 0000 （数据） 1D 00 0000 0000 （数据） 1E 00 0000 0000 （数据） 1F 39 0011 1001 （数据） 实验实验1软件学院软件学院Slide 7调用库元件lpm_ram_dq

7、q 调用库元件lpm_ram_dq作为本设计的MEMq 将测试程序预先加载于 MEM 实验实验1软件学院软件学院Slide 8调用库元件lpm_ram_dq （3）选择库元件 lpm_ram_dq （4）点击 OK （1）选择目录 （2）选择库 mega_lpm Step1 选择库元件选择库元件: 实验实验1软件学院软件学院Slide 9Step2 指定输出元件名称指定输出元件名称: : 实验实验1软件学院软件学院Slide 10Step3 指定输出元件参数指定输出元件参数: 实验实验1软件学院软件学院Slide 11调用库元件调用库元件lpm_ram_dq（续）（续）Step4 在图形编辑器

8、中成功地例化了在图形编辑器中成功地例化了1 1个元件个元件 : : 实验实验1软件学院软件学院Slide 12正确连接形成Computer 实验实验1软件学院软件学院Slide 13为MEM建立初始化文件q Step1 使用命令File|New|Other Fiels|Memory Initialization File 指定元件指定元件 参参 数数 实验实验1软件学院软件学院Slide 14为MEM建立初始化文件（续）q Step2 将测试程序的二（十六）进制代码写入 存储器初始化文件（.mif） 实验实验1软件学院软件学院Slide 15对Computer 进行编译 模拟 q （CPU + MEM） Computerq 指定为项目q 编译 模拟q 分析波形 实验实验1软件学院软件学院Slide 16三三 、实验要求