计算机组成原理上机实验报告总结计划.docx

. 《计算机组成原理实验》课程 实验报告 实验题目 组成原理上机实验 班 级 1237- 小 姓 名 学 号 时 间 2014 年 5月 成 绩 教育资料 . 实验一 基本运算器实验 实验目的 1）了解运算器的组成原理 2）掌握运算器的工作原理 实验内容 输入数据，根据运算器逻辑功能表 1-1 进行逻辑、移位、算术运算 , 将运算结果填入表 1-2 。 表 1-1 运算器逻辑功能表 运算类 A B S3 S2 S1 S0 CN 结果 逻辑运 65 A7 0000 X F=( 65 ) FC=( ) FZ=( ) 算 65 A7 0001 X F=( A7 ) FC=( ) FZ=( ) 0010 X F=( ) FC=( ) FZ=( ) 0011 X F=( ) FC=( ) FZ=( ) 0100 X F=( ) FC=( ) FZ=( ) 移位运 0101 X F=( ) FC=( ) FZ=( ) 算 0110 0 F=( ) FC=( ) FZ=( ) 1 F=( ) FC=( ) FZ=( ) 0111 0 F=( ) FC=( ) FZ=( ) 1 F=( ) FC=( ) FZ=( ) 算术运 1000 X F=( ) FC=( ) FZ=( ) 算 1001 X F=( ) FC=( ) FZ=( ) 1010 X F=( ) FC=( ) FZ=( ) 1010 X F=( ) FC=( ) FZ=( ) 1011 X F=( ) FC=( ) FZ=( ) 1100 X F=( ) FC=( ) FZ=( ) 1101 X F=( ) FC=( ) FZ=( ) 表 1-2 运算结果表 教育资料 . 实验原理 本 的原理如 1-1 所示。 运算器内部含有三个独立运算部件，分 算 、 和移位运算部件，要 理的数据存于 存器 A 和 存器 B ，三个部件同 接受来自 A 和 B 的数据（有些 理器体系 构把移位运算器放 于算 和 运算部件之前，如 ARM），各部件 操作数 行何种运算由控制信号 S3?S0 和 CN 来 决定，任何 候，多路 开关只 三部件中一个部件的 果作 ALU 的 出。如果是影响 位 的运算， 将置 位 志 FC ，在运算 果 出前， 置 ALU 零 志。 ALU 中所有模 集成在一片 CPLD 中。 1-1 运算器原理 运算部件由 构成， ，而后面又有 的算 运算部件 ，在此 两个部件不再 述。移位运算采用的是桶形移位器，一般采用交叉开关矩 来 ，交叉开关的原理如 1-2 所示。 1-2 中 示的是一个 4X4 的矩 （系 中是一个 8X8 的矩 ）。每一个 入都通 开关与一个 出相 ，把沿 角 的开关 通，就可 移位功能，即： 于 左移或 右移功能， 将一条 角 的开关 通， 将所有的 入位与所使用的 出分 相 , 而没有同任何 入相 的 出 接0 。 (2) 于循 右移功能，右移 角 同互 的左移 角 一起激活。例如，在 4 位矩 中使用 ‘右 1’和‘左 3’ 角 来 右循 1 位。 (3) 于未 接的 出位，移位 使用符号 展或是 0 填充，具体由相 的指令控制。使用另 外的 行移位 量 和符号判 。 运算器部件由一片 CPLD 。 ALU 的 入和 出通 三 74LS245 到 CPU 内 上， 另外 有指示灯 明 位 志 FC 和零 志 FZ 。 注意： 箱上凡 印 注有 蹄形 ‘ ’，表示 两根排 之 是 通的。 中除 T4 和 CLR，其余信号均来自于 ALU 元的排 座， 箱中所有 元的 T1 、 T2、T3、T4 都 接至控制 元的 T1 、T2、 T3、T4， CLR 都 接 至 CON 元的 CLR 按 。 T4 由 序 元的 TS4 提供（ 序 元的介 附 二） ，其余控制信号 均由 CON 元的二 制数据开关模 出。控制信号中除 T4 脉冲信号外，其余均 平信号， 其中 ALU_B 低有效，其余 高有效。 存器 A 和 存器 B 的数据能在 LED 灯上 示，原理如 1-3 所示（以 A0 例，其 教育资料 . 路 接 它相同）。 位 志 FC 、零 志 FZ 和数据 D7?D0 的 示原理也是如此。 1-3 A0 示原理 运算器的 功能表如表 1-1 所示，其中 S3 S2 S1 S0 CN 控制信号， FC 位 志， FZ 运算器零 志，表中功能 内的 FC、 FZ 表示当前运算会影