1、精品基本运算器实验模板基本运算器实验模板计算机科学与技术系 实 验 报 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:(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
2、,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2.1 画实验逻辑原理图 xxxxxxxxxx xxxxxxxxxx2.2 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S3S0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
3、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。三、 数据通路图及分析 1、逻辑运算2、移位运算3、4、算术运算:5、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结果逻辑运算65A70 0 0 0XF=65 FC=0 FZ=065A70 0 0 1XF=A7 FC=0 FZ=065A70 0 1 0XF=25 FC=0 FZ=065A70 0 1 1XF=E7 FC=0 FZ=065A70 1 0 0XF=9A FC=0 FZ=0移位运算65A70 1 0 1XF=CA FC=0 FZ=065A70 1 1 00F=3
4、2 FC=0 FZ=065A71F=B2 FC=1 FZ=065A70 1 1 10F=CA FC=1 FZ=065A71F=CA FC=0 FZ=0算数运算65A71 0 0 0XF=65 FC=0 FZ=065A71 0 0 1XF=0C FC=1 FZ=065A71 0 1 0(FC=0)XF=0D FC=1 FZ=01 0 1 0(FC=1)XF=0E FC=1 FZ=065A71011XF=BE FC=1 FZ=065A71 1 0 0XF=64 FC=0 FZ=065A71 1 0 1XF=66 FC=0 FZ=0 4.2 结果数据分析1.逻辑运算 A=65,B=A7, S3S2S
5、1=0010时, F=AB01100101& 10100111 00100101S3S2S1=0011时, F=A+B01100101+ 10100111 111001112.移位运算S3S2S1=0111时, cn=1,F=A带进位循环左移1位 01100101 110010103.算数运算S3S2S1=1001时, F=A+B01100101+ 10100111 00001100S3S2S1=1011时, F=A-BA补=001100101-B补=101011001001100101+101011001 110111110五、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
6、解决方法;思考题; 总结)思考题:1、con单元的SD27SD20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LDA2、con单元的SD27SD20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LDB3、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,LDBART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)=1
7、010,实现了什么数据通路,进行什么运算?答:LDA,LDBART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: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,一次输入错误就可能重头开始,同时在确定线路连接正确的前提下,再接通电源,有利于实验的保护。六、其它得分(百分制) 实验报告分析评价课程名称班 级实验名称时 间实验报告情况分析:经验总结及进一步改进措施:
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