计算机组成原理模型机实验报告.doc

PAGE / NUMPAGES 实验六计算机系统综合设计与实现 一、实验目的 1、深入理解计算机系统工作的基本原理，建立整机概念。 2、融会贯通计算机组成原理课程的内容，通过知识的综合运用，加深对计算机系统各模块的工作原理及相互联系的认识。 3、培养科学研究的独立工作能力，取得工程设计与组装调试的实践经验。 二、实验要求 1、将已经设计的运算器、存储器和控制器连接，构建完整的计算机系统； 2、编写一段可以实现一定功能的指令程序，进行计算机整机系统功能的验证。 3、所有任务要求功能仿真和必要的验证。实验完成后，一周内提交实验报告。 三、 实验设备 PC机+ QuartusⅡ10.0 + FPGA(DE2-115)+TEC-8实验箱 四、计算机系统（TEC-8）综合逻辑框图 硬连线控制器控制信号切换电路ALU A端口B端口C Z R0 R1 R2 R3 IR PC AR 双端口RAM DBUS 五、实验任务 1、将实验二的运算器、实验三的存储器和实验五的控制器连接，构建完整的计算机系统； 2、计算机整机系统功能测试，进行功能仿真和时序仿真并在DE2-115上验证。 （1）根据指令系统，编写一段可以实现一定功能的程序，要求： 有一个合理的运算功能和逻辑关系； 指令数量：不少于8条； 指令类型：停机、跳转、RR、读存、写存、算术和逻辑运算； （2）将指令程序手工汇编成二进制代码； （3）理论上设置寄存器的初值，并计算程序执行后的结果； （4）将指令程序的二进制代码存入存储器RAM中； （5）将需要的运算数据初值存入寄存器R0-R3中； （6）进行程序连续运行的功能仿真和时序仿真，将仿真运算结果与理论计算结果进行比较。 六、实验步骤实验电路图 子模块 （1）tri_74244 tri74244.v module tri_74244 (en,Din,Dout ); input en ; wire en ; input [7:0] Din; wire [7:0] Din ; output [7:0] Dout ; reg [7:0] Dout ; always @(en or Din) begin if (en) Dout= Din ; else Dout = 8bzzzzzzzz; end endmodule `timescale 1 ps/ 1 ps module tri_74244_vlg_tst(); reg eachvec; reg [7:0] Din; reg en; wire [7:0] Dout; tri74244.vt `timescale 1 ps/ 1 ps module tri_74244_vlg_tst(); reg eachvec; reg [7:0] Din; reg en; wire [7:0] Dout; tri_74244 i1 ( .Din(Din), .Dout(Dout), .en(en) ); integer i; initial begin i=0; Din=8 en=0; en=1; #30 en=0; #40 en=1; end initial begin for(i=0;i10;i=i+1) begin #10 Din=i; end end endmodule tri74244功能仿真 （2）ALU ALU.bdf modolue_74181 使用quartus库中的74181模块转换为verilog文件即可 de2_4 de2_4.v module de2_4(en,in,out); input [2:1] in ; input en; output [4:1] out ; reg [4:1] out ; always @ (en or in) if (en)