数据通路实验报告

1、数据通路实验报告数据通路实验报告疑问：1、 数据通路是干嘛的？2、 数据通路如何实现其功能？3、 实验书上的存储器部分总线开关接在高电平上， 是不是错了?实验报告一、波形图：参数设置：Endtime: 2.0usGridsize: 100.0ns信号设置：clk :时钟信号，设置周期为100ns占空比为50%bus_sel:sw|r41r5|alu|pc_bus的组合，分别代表的是总线（ sw_bus）开关，将存储器r4的数据显示到总线上， 将存储器r5的数据显示到 总线上，将alu的运算结果显示到总线上，将 pc的数据打入AR 中二进制输入，低电平有效。alu_sel:m|cn|s3.0的组

2、合，代表运算器的运算符号选择，二进制输入，局电平功效。ld_reg:lddr1|lddr2|ldr4|ldr5|ld_ar的组合，分别表K将总线数据载入寄存器 12r4, r5 或AR中，二进制输入，高电平有效。pc_sel:pc_clr|ld|en的组合，分别代表地址计数器 PC的清零（pc_clr ）、装载（pc_ld ）和计数使能信号（pc_en）, 一进制输入，低电平有 效。we_rd:佶号we和rd的组合，分别代表对 ram的读（we）与与（rd）的操作， 二进制输入，高电平有效k：d:k 7 k 0,数据输入端恬号，十六进制输入。d7d0,数据输出中间信号，十六进制双向信号。dre

3、sult:出。ar:d7 result d0 result ,最终的数据输出彳百号，十六进制输ar7 ar0,地址寄存器 AR的输出结果，十六进制输出。pc:pc 7卜pc 0,地址计数器PC的输出结果，十六进制输出。仿真波形0dkBLTl国 bUEEfilB 1：而：同心UtlE 00由4I j：值义国科B -承*Q 丫5B心”国iK回dK后站国 d-rtiul tK扇乂Q vK例3 MKIf 414值Lw13.：1*0elkB!0B 1：6TEl UqjmI9 m州4国13百B N金翔H pc.sel8*以回 T«_rdBa tKS aK扇悟Q i'resiatKA0 V

4、K修63国WHLTLTL,mi： snOOOOQi100 JlCoo® X（Jl以wNM.O m 500.0 m 700.0 m WO/ rbins L t ns L.3 i1. 5 03 1l.TU31.9口2. 1 T1512.3 ns2.5 us 27位 2. S 033. 1 U3 3.3 U5iii3.5 n! LnTTrnmznTErLrmrmnnnrTnTDTrnTrDTrmmmTTraTrnTijiiLUtinx min sing oiiu 汕型 iiii工 Him IMIU（111 帆lOllfllliqtllOKLLLQQlIlK IlliO LLL成 11110

5、】.】川1111CCCTW.（1口11独1例1贼 JWjllQX TOM XJ1MXC00000 .：.她 n（TOWnOOQjfllMU CCCCO XHM* 00M0 ；0000* 10000WKHjOiXOLCHi?:cml00000 K»j虱 MOODKooainoo：SffiOQan®nx «noi joloox ooooi rroxciJoiX liio XI01X mo YMmXiXLOO加L：LQQ X LIL xtn Jiti X h 工mX mX®x0LXooK ioYmYm XioYoj¥01丫出!f加ooM22（EfeL

6、®叵挺:神畸叵回as jm,mX oo2卯 QI K OE01K_2XgXI P3POX. Q： 片 鱼 厂0102*03_I03瓶05以在01H单元中写入05H、02H单元中写入0AH并进行【（A力口 B）减（非A与B）加BJ为例：1）初始状态:bus_sel=11111,alu_sel=00000,ld_reg=00000,pc_sel=100,we-_rd=00,k=00H,总线上无数据，呈高阻态。2）读取01H单元的05A: 置数法 PC=01H: bus_sel=01111,pc_sel=101 PC->AR: bus_sel=11110 ld_reg=00001读

7、01H 单元的数据放入 R1 中：bus_sel=11111 ld_reg=10000,we_rd=013）读取02H单元的0AH : PC+1, PC->AR： bus_sel=11110,ld_reg=00001,pc_sel=111读 01H 单元的数据放入 R2 中：bus_sel=11111 ld_reg=01000, we_rd=014）将地址加到 03H :bus_sel=11110 ld_reg=00001, pc_sel=1115）验证数据并运算：bus_sel=11101 读取R1中的数据：alu_sel=01000Q得到R1=05H 读取R2中的数据：alu_sel

8、=10101Q得到R2=0AH计算（A 力口 B）结果存于 R4 中:alu_sel=011001, ld_reg=00100, 结果为0FH 计算（非A与B）结果存于03H单元中：alu_sel=10001Q we_rd=10, 结果为0AH计算（A加B）加B）结果存于04H单元中：R4->R1: bus_sel=10111 ld_reg=10000PC+1, PC->AR： bus_sel=11110,ld_reg=00001,pc_sel=111计算（A加B）加B）结果存于04H单元中：bus_sel=11101 alu_sel=011001, we_rd=10计算（A加B）

9、加B）减（非A与B）结果存于05H中：（A 加 B）加 B）->R1 ： bus_sel=11111 ld_reg=10000,we_rd=01（非 A 与 B） ->R2:PC=03H: k=03H, bus_sel=01111 pc_sel=101PC->AR: bus_sel=11110 ld_reg=00001（非 A 与 B）->R2 ： bus_sel=11111 ld_reg=01000, we_rd=01 PC=05H:PC=05H: k=03H, bus_sel=01111 pc_sel=101PC->AR: bus_sel=11110 ld_r

10、eg=00001（A力口 B）加B）减（非A与B）结果存于05H中： bus_sel=11101 alu_sel=00011Q we_rd=10最后结果为0FH。结论：本实验的设计能结合了运算器和存储器，能实现在mif文件中进行初始化，将固定地址单元中存储的数据读取到运算器中进行（A加B）加B）减（非A与B）的运算并将结果存于指定的内 存单元中，与实验要求一致，故电路设计正确。二、实验日志预习疑问解答：1、通路是干嘛的？在数字系统中，各个子系统通过数据总线连接形成的数据传送路径称为数据通路.2、通路如何实现其功能？在这次的实验中，数据通路主要是由运算器部分和存储器部分组 成的,通过运算器的运算

11、结合存储器在 mif文件的中的操作进行数据 的传输与存储，从而构成一个数据通路。3、书上的存储器部分总线开关接在高电平上，是不是错了?事实证明没有接错.思考题:1、画数据通路电路图时，如何连结单一总线?如图: cunchuqishiywi:"5. . . bua_stip.:. buijein,:千 :闻下州一.:Idg :.kizn ：；不HULHl囿. :;H 一=|叱本制因一 :：.'.aLu5talp.Li| . :®匚旧dR-Oj£U3_bU5r4=bRJ5ALUbus Iddrl Idm Idr4 Mr5 面 cn 中.川'：&

12、?gj卯.川MP-rJWLU二中2时 束_砌 ：工”>01口> inst 1ct£_cdu阪口pcclrarf .0PGQUlrpceniswjsuspc_kmsgk7 ,0irdmemeh.ar!?.ALU模块的sw_bus依然连接bus_sel存储器部分的sw_bus连接 高电平。2、如何统一两个模块的总线输入端 k7.0及inputd7.0 ?i rrrBaaiini,i i ispr_"Un a ti i i i i.产叫4J.y，uphaif.ujsw_busIFm u.-.bu£_fld3. .bus_5ejp.TJbuS aujMif.b

13、ushel 11.w_ . ldl_ireg4.一卫.l'Jd> 1 1 j可wjsp.,IqOITx. . . ML值口1J IQF*fIdrfl.xK二.一，. amse!4j ,.rn，-JS-*皿,一JJJb nr M一 K > a n ! h r 二lUii g ji，i ii y an ii.alc3:;:迎3m 士；<V-0pcoUf7.0 «:P2用 Plc：lk_cdu""""""_ _ .一八2即pcclr. r . -:p«>mu pi_ld一飞.21peen，

14、、 1sw_busbus. j;el|Dl - 1.%-j i" " a a '' 1日内pc_bus/S:Idar k7.O，- - - -.wepjiwe , ,.rdmemeab m .>>答：如图：输入放在运算器部分，存储器部分无输入，存储器部分的数据要么来自总线传输，要么从mif文件中读取实验中遇到的问题：1 .把之前的alu和ram的原理图拷到了当前工程下面。直接生成该工程的符号文件，连接起来，但是仿真有问题。1111r口 ps200. 0 ns400. 0 ns 600. 0 ns 800. 0 ns1.0 us1.2VmI hr

15、辑+111111 口田田E田国田田田田elkbux_s«lB 0B 11111_r_L_m_T_L_rL_rL_rL_rL_r_L_m_r_L_rL_rLjiiiiXiiiiciX ciilii*111口*11口1*1111 *111口*111口1 x;aluy 工B 000000000000)Qi tool)(000000)0011C)C1 d._r g pc_selB 00000B 100知口 i 川口如 i 口 如口口0 1 如口 1 0口 如口口口口 如口口 1 处口0 1 0 j1。口 M in M 1如M in M 10口M in MCwa_r d.B 000)t、i口）

16、(01 )(皿):1口）(01 XkH 00)(03 X 02 )(00aH ZZZZdr esultH ZZ蹈口油1*FF如1方磔红"i. XX翼/艺如谭江柒XX *u-H 00cX01X02XPCH 00_x_01_r_0Z_x_Kwi姓Vain13.* 口w 1I 4-U> 20LdzlElE一山国±山3 国国cJLlk"bus_二 cl wXu._£, 11- ldl_r*edk dd- 3r 包 = dL tj?vdint ez"E 1E OCb riij j j :j j j I ; 呼" 痴司Efc 口 k ciz

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18、成功，于是把 alu模块的d 引了一个输出端口 d_alu,从ram模块的d引出了一个输出端口 d_ram,在仿真 波形图上，然后就可以看到了数据到达总线上了， 而且这个时候d的值也能看到了，只是后面的最后一个读操作出来的数据不对，本来应该是写进去的07,但现在是17,再仿真就会变成别的数据。3200 O n= 400 p n= 600 &OO.O1 O >i=13. 1 n=-2.在连接电路图的时候，我以为存储器部分的 sw_bus连在高电平上是错的，然后又连到了 bus_sel4,所以得到了上一个部分的仿真结果，后来不研究了一下那个高电平，发现是用来处理单一总线问题的，就改成

19、了与书上一样的图，我以为上面出现的错误结果和这个有关，改了之后波形图有变化，但是，还是是错误的»135 各g矽&3>ei工 E wk a .皿PCB 1J_1b milE OODCOOU iiiiMi ill口工口ilii)iDO：i L1 LUX i 湾 111. iXliiLiQ/moiiM)01 1口 DC 口00口口0地 面 u 1 匚丫B 00000E 100B 00H 00H ZZJ口口 口 X00001 Mi 口 口袋 i 如 oo口 口 1 如口口地Cioo 1 加 1 口 Xloo X in 工 io。 X mi 乂黑 ill Xop- 1口 m 叉口

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21、r-Lr-Lr-Lr-Lr-Lr-Lr-Lr-|_r-L_r-L_r-L亨国bus_selB 11：li ii iXmioXoii iiXmioXiiioiXiiiiiXimeXmoiX7日alu_selE OOC。口。_也 oooocio Rooiirx田IdregB 00iI JOCK 刈00。】工 1 MOO 惠1 1Q00 惠100。l 工m IM 惠IQOOO KCIQOO1 x口。口 1 口 XZ20国B 11(】nn 又 j X 血 X 111 工 1gx ill x育WW国wa_rd.B CQ口乂 2 乂。1 X 8 X ID 工 3 工奇27国kH C;而X X 口2 X回dH 2:；-ZZ存45国-suitH 2_ZE_JO)®( 09 X 口2 沏 12 1口泡质可X梦54国arH C00 M口14醛Xb J国PCH C0