计算机组成原理 运算器实验

科技学院课程设计实报告(2014--2015年度第一学期)名题院班学

称：目：系：级：号：

计算机组成原理综合验运算器实验信息工程系学生姓名：指导教师：设计周数：

李梅一周

王晓霞成

绩：日期：2015

年月

一目与求（1熟与深入理解4位运算器芯片的能和内部组成运中求使用的控制信号及其各自的控制作用；（2熟悉与深入理解用片位的运算器芯片构成位运算器部件的具体方案，各数据位信号、各控制位信号的连接关系；（3熟悉与深入理解用片芯片解决ALU最低位的进位输入信号和最高、最低位的移位输入信号实现4位标志位寄存器的方案解为什么这些功能不能在运算器芯片之内实现而要到芯片之外另外处理。（4明确教学计算机的运算器部件，使用计位控制信号就完全确定了它的全部运算与处理功能脱运算器实验中可以通24位微型开关中的23位供这些控制信号教学计算机正常执行指令时，这些控制信号必须改由控制器部件来提供。在两种方式下，每一位（组）的控制功能完全相同的。二实正．实内容．脱运算器和联运算器的区别和联系运算器是计算机硬件系统传统的5大能部件之一，承担执行运算和暂存运算。数据的功能常执行算术逻运算功能的ALU线暂参加算的数据和中间运算结果的通用寄存器组支持乘法运算的专用寄存器三部分组成部分之间通过多线路选择器线路实现连接，从而构成一个完整的运算器部件。TEC-XP16教计算机的运算器部件，主体部分由4片位长度的位片结构的算器芯片组成，每片可接收来自内部总线IB的输入数据，其为出直接送到地址寄存器AR的同字段，并且经过支持三态功能的开关门电路送内部总线IB。还要使用芯片内部的部分电路提供最位的进位输入信号和高、最低的移位输入信号，使用一片GAL20V8现4位的标志位寄存器FLAG，接收ALU输的个标志位信号和来自内存堆栈区的位数据（用于恢复现场状态信息）的4位出可以经过一片带支持三态功能的开关门电路送到内部总线IB，用于保存现场状态信息堆栈区。教学机运算器部件的组成线路和信息连接关系如图．1示。FtoIB

AR15~8AR7~0CZVS

RAM15Am2901-3Am2901-2Am2901-1Am2901-0

ALU结果示

Q0Cin内总线I

图运算器组成线路和信息连接关系运算器部件的教学实验，要在教学计算机主板上进行，既可以在脱机方式下完成，也可以在联方式下完成。脱机运算器实验方式是指使运算器部件完全脱离与计算机主机其他部件正常的连接关系全孤立出来的运算器上进行的教学实验。此时，只能通过数据开关拨入参加运算的数据，通过微型关提供操作运算器运行所必需的控制信号，通过信号指示灯观察运算结果，操作简单，实验结果清易理解。图22为位运算器脱机实验的环境，在计原1系统中，运算器最低位的进位输入信号in和左右移位输入信号RAM0、、、是芯片内部的SHIFT路提供的，图左侧的长方形部分是内部的线路16个关拨入的数据经开关门电路送到内部总线，内部总线与运算器的输入端D15~D0已经连接。23位的微型开关的不同组合完成不同的控制其各编码对应的控制功能给出在表。．

脱机运算器实验微型开关各字段的控制功能

REGF→BF→BF/2→BF/2→B2FB2FB

QF→Q/2→2Q→

YFFAFFFFF

功R+S–R–S∨S∧S/R∧⊕S⊕S)

RAADDD

QBQBAAQ．

脱机运算器实验根预期要完成的运算设计实现方案，依据教学计算机的简明操作卡的有关表格中的规定内容出实现每一操作功能要到的控制码下中各种控制信号的正确取值填写在相应位置。表预期功能

控

制

信

号I8-6I5-3I2-0A地R0R9789FR9R0R10←R0右移R0∧R0QR9将上述七项运算的执行结果填进下表。表

B地址

SCI

功能

控

制

信

号输和CZVS（Start之前）输出和CZVS按Start之后）R0R9789FR9R0R10←R0右移R0∧R0QR9还是采用脱机运算器的方法，完成表。表3压START前

压后运算

I8-I0SST

SSHSCi

BA

ALU

CZVSALU

CZVS输出

输出R0+R1-