实验二-构造基础芯片

1、实验二 构造基础芯片l 实验目的：学会用已存在的芯片构造自己想要的芯片，并与比较文件比较验证正确性。1. 实现Not芯片2. 实现And芯片3. 实现Or芯片4. 实现Xor芯片5. 实现Mux芯片6. 实现DMux芯片7. 实现Not16芯片8. 实现And16芯片9. 实现Or16芯片10. 实现Mux16芯片11. 实现Or8Way芯片12. 实现Mux4Way16芯片13. 实现Mux8Way16芯片14. 实现DMux4Way芯片15. 实现DMux8Way芯片l 实验器材：硬件：安装了JDK的PC机一台软件：1. 软件包tecs-software-suite-2.5.zip中的硬件

2、仿真器 2. 实验二测试包l 实验步骤：在开始构建芯片之前，你所有的只是一个Nand门，其布尔函数和功能如下：Nand门真值表abNand(a,b)001011101110Nand芯片API芯片名： Nand输 入： a，b输 出： out功 能： 如果a=b=1，则out=0。否则out=1。1. 实现Not芯片Not芯片API芯片名： Not输 入： in输 出： out功 能： 如果in=0，则out=1。否则out=0。参考实现原理图：参考实现代码：CHIP Not IN in; OUT out; PARTS: Nand(a=in,b=in,out=out);2. 实现And芯片And

3、芯片API芯片名： And输 入： a，b输 出： out功 能： 如果a=b=1，则out=1。否则out=0。参考实现原理图：参考实现代码：CHIP And IN a, b; OUT out; PARTS: Nand(a=a,b=b,out=tp1); Nand(a=tp1,b=tp1,out=out);3. 实现Or芯片Or芯片API芯片名： Or输 入： a，b输 出： out功 能： 如果a=b=0，则out=0。否则out=1。参考实现原理图：参考实现代码：CHIP Or IN a, b; OUT out; PARTS: Nand(a=a,b=a,out=tp1); Nand(a=

4、b,b=b,out=tp2); Nand(a=tp1,b=tp2,out=out);4. 实现Xor芯片Xor芯片API芯片名： Xor输 入： a，b输 出： out功 能： 如果a!=b，则out=1。否则out=0。参考实现原理图：参考实现代码：CHIP Xor IN a, b; OUT out; PARTS: Not(in=b,out=notb); Not(in=a,out=nota); And(a=a,b=notb,out=w1); And(a=nota,b=b,out=w2); Or(a=w1,b=w2,out=out);5. 实现Mux芯片Mux芯片API芯片名： Mux输 入：

5、 a，b，sel输 出： out功 能： 如果sel=0，则out=a。否则out=b。参考实现原理图：参考实现代码：CHIP Mux IN a, b, sel; OUT out; PARTS: Not(in=sel,out=ns); And(a=a,b=ns,out=tp1); And(a=sel,b=b,out=tp2); Or(a=tp1,b=tp2,out=out);6. 实现DMux芯片DMux芯片API芯片名： DMux输 入： in，sel输 出： a，b功 能： 如果sel=0，则a=in,b=0。否则out=a=0,b=in。参考实现原理图：参考实现代码：CHIP DMux

6、IN in, sel; OUT a, b;PARTS:Not(in=sel,out=ns); And(a=in,b=ns,out=a); And(a=sel,b=in,out=b);7. 实现Not16芯片Not16芯片API芯片名： Not16输 入： in16 /16-bit管脚输 出： out16功 能： for i=015 outi=Not(ini)参考实现原理图：参考实现代码：CHIP Not16 IN in16; OUT out16; PARTS: Not(in=in0,out=out0); Not(in=in1,out=out1); Not(in=in2,out=out2); N

7、ot(in=in3,out=out3); Not(in=in4,out=out4); Not(in=in5,out=out5); Not(in=in6,out=out6); Not(in=in7,out=out7); Not(in=in8,out=out8); Not(in=in9,out=out9); Not(in=in10,out=out10); Not(in=in11,out=out11); Not(in=in12,out=out12); Not(in=in13,out=out13); Not(in=in14,out=out14); Not(in=in15,out=out15);8. 实

8、现And16芯片And16芯片API芯片名： And16输 入： a16，b16输 出： out16功 能： for i=015 outi=And(ai,bi)参考实现原理图：参考实现代码：CHIP And16 IN a16, b16; OUT out16;PARTS:And(a=a0,b=b0,out=out0); And(a=a1,b=b1,out=out1); And(a=a2,b=b2,out=out2); And(a=a3,b=b3,out=out3); And(a=a4,b=b4,out=out4); And(a=a5,b=b5,out=out5); And(a=a6,b=b6,o

9、ut=out6); And(a=a7,b=b7,out=out7); And(a=a8,b=b8,out=out8); And(a=a9,b=b9,out=out9); And(a=a10,b=b10,out=out10); And(a=a11,b=b11,out=out11); And(a=a12,b=b12,out=out12); And(a=a13,b=b13,out=out13); And(a=a14,b=b14,out=out14); And(a=a15,b=b15,out=out15);9. 实现Or16芯片Or16芯片API芯片名： Or16输 入： a16，b16输 出： ou

10、t16功 能： for i=015 outi=Or(ai,bi)参考实现原理图：参考实现代码：CHIP Or16 IN a16, b16; OUT out16; PARTS: Or(a=a0,b=b0,out=out0); Or(a=a1,b=b1,out=out1); Or(a=a2,b=b2,out=out2); Or(a=a3,b=b3,out=out3); Or(a=a4,b=b4,out=out4); Or(a=a5,b=b5,out=out5); Or(a=a6,b=b6,out=out6); Or(a=a7,b=b7,out=out7); Or(a=a8,b=b8,out=out

11、8); Or(a=a9,b=b9,out=out9); Or(a=a10,b=b10,out=out10); Or(a=a11,b=b11,out=out11); Or(a=a12,b=b12,out=out12); Or(a=a13,b=b13,out=out13); Or(a=a14,b=b14,out=out14); Or(a=a15,b=b15,out=out15);10. 实现Mux16芯片Mux16芯片API芯片名： Mux16输 入： a16，b16，sel输 出： out16功 能： 如果sel=0，则out=a。否则out=b。参考实现原理图：参考实现代码：CHIP Mux1

12、6 IN a16, b16, sel; OUT out16; PARTS: Mux(a=a0,b=b0,sel=sel,out=out0); Mux(a=a1,b=b1,sel=sel,out=out1); Mux(a=a2,b=b2,sel=sel,out=out2); Mux(a=a3,b=b3,sel=sel,out=out3); Mux(a=a4,b=b4,sel=sel,out=out4); Mux(a=a5,b=b5,sel=sel,out=out5); Mux(a=a6,b=b6,sel=sel,out=out6); Mux(a=a7,b=b7,sel=sel,out=out7)

13、; Mux(a=a8,b=b8,sel=sel,out=out8); Mux(a=a9,b=b9,sel=sel,out=out9); Mux(a=a10,b=b10,sel=sel,out=out10); Mux(a=a11,b=b11,sel=sel,out=out11); Mux(a=a12,b=b12,sel=sel,out=out12); Mux(a=a13,b=b13,sel=sel,out=out13); Mux(a=a14,b=b14,sel=sel,out=out14); Mux(a=a15,b=b15,sel=sel,out=out15);11. 实现Or8Way芯片Or8

14、Way芯片API芯片名： Or8Way输 入： in8输 出： out功 能： out=Or(in0,in1,in7参考实现原理图：参考实现代码：CHIP Or8Way IN in8; OUT out; PARTS: Or(a=in0,b=in1,out=tp1); Or(a=in2,b=in3,out=tp2); Or(a=in4,b=in5,out=tp3); Or(a=in6,b=in7,out=tp4); Or(a=tp1,b=tp2,out=tp5); Or(a=tp3,b=tp4,out=tp6); Or(a=tp5,b=tp6,out=out);12. 实现Mux4Way16芯片

15、Mux4Way16芯片API芯片名： Mux4Way16输 入： a16,b16,c16,d16,sel2输 出： out16功 能： 如果sel=00，则out=a 如果sel=01，则out=b 如果sel=10，则out=c 如果sel=11，则out=d参考实现原理图：参考实现代码：CHIP Mux4Way16 IN a16, b16, c16, d16, sel2; OUT out16; PARTS: Mux16(a=a,b=b,sel=sel0,out=tp1); Mux16(a=c,b=d,sel=sel0,out=tp2); Mux16(a=tp1,b=tp2,sel=sel1

16、,out=out);13. 实现Mux8Way16芯片Mux8Way16芯片API芯片名： Mux8Way16输 入： a16,b16,c16,d16,e16,f16,g16,h16,sel3输 出： out16功 能： 如果sel=000，则out=a 如果sel=001，则out=b 如果sel=010，则out=c 如果sel=011，则out=d 如果sel=100，则out=e 如果sel=101，则out=f 如果sel=110，则out=g 如果sel=111，则out=h参考实现原理图：参考实现代码：CHIP Mux8Way16 IN a16, b16, c16, d16, e

17、16, f16, g16, h16, sel3; OUT out16; PARTS: Mux4Way16(a=a,b=b,c=c,d=d,sel=sel0.1,out=tp1); Mux4Way16(a=e,b=f,c=g,d=h,sel=sel0.1,out=tp2); Mux16(a=tp1,b=tp2,sel=sel2,out=out);14. 实现DMux4Way芯片DMux4Way芯片API芯片名： DMux4Way输 入： in,sel2输 出： a,b,c,d功 能： 如果sel=00，则a=in,b=c=d=0 如果sel=01，则b=in,a=c=d=0 如果sel=10，则

18、c=in,a=b=d=0 如果sel=11，则d=in,a=b=c=0参考实现原理图：参考实现代码：CHIP DMux4Way IN in, sel2; OUT a, b, c, d; PARTS: DMux(in=in,sel=sel1,a=tp1,b=tp2); DMux(in=tp1,sel=sel0,a=a,b=b); DMux(in=tp2,sel=sel0,a=c,b=d);15. 实现DMux8Way芯片DMux8Way芯片API芯片名： DMux8Way输 入： in,sel3输 出： a,b,c,d,e,f,g,h功 能： 如果sel=000，则a=in,b=c=d=e=f=g=h=0 如果sel=001，则b=in,a=c=d=e=f=g=h=0 如果sel=010，则c=in,a=b=d=e=f=g=h=0 如果sel=011，则d=in,a=b=c=e=f=g=h=0 如果sel=100，则e=in,a=b=c=d=f=g=h=0 如果sel=101，则f=in,a=b=c=d=e=h=