基本运算器实验模板

1、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，既不要因为粗心造成短路等事故而破坏

2、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 画实验逻辑原理图多路开关判零A=xxLOG=xxSHF=xxART=xx进位B=xx&xxxxxxxxxxxxxxxxxxxx2.2 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。

3、如果是影响进位的运算，还将置进位标志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。3、 数据通路图及分析 1、逻辑运算2、 移位运算3、 算术运算：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=0

4、65A70 1 1 00F=32 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

5、A=65,B=A7, S3S2S1=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

6、验过程中的问题分析、产生的原因以及解决方法；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、L

7、DB=0、置（S3，S2，S1，S0）=1010，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