运算器设计（Logisim实现）
实验平台介绍
1、Logisim软件是一种用于设计和模拟数字逻辑电路的工具。其简单的工具栏界面和构建它们时的电路仿真，使得它非常简单，有助于学习与逻辑电路相关的基本概念。由于能够从较小的子电路构建更大的电路，并通过单个鼠标拖动来绘制电线束，因此可以达到使用Logisim来设计和模拟整个CPU目的。
实验任务
1、多位串行加法器和多位可控加减电路的设计
（1）设计完成8位串行加法器
（2）找到“☆8位可控加减法器”子电路，仿真验证设计的正确性。
2、快速加法器的设计
（1）利用相关知识设计4位先行进位电路。
（2）利用设计的4位先行电路构造4位快速加法器。
（3）利用4位快速加法器构造16位的快速加法器。
（4）再利用16位的快速加法器构造32位的快速加法器。
3、多位算术逻辑单元ALU设计
（1）利用设计的32位快速加法器和Logisim中的组件设计完成指定规格的32位 ALU单元。
（2）利用“ALU自动测试”电路测试ALU各种运算功能的正确性。
设计思路、电路实现
1、多位串行加法器
设计思路：
每一个FA接收来自低位的进位信号Ci-1，以及数据位xi与yi，完成一位的加法，输出为当前结果位si和进位信号Ci。最低位的进位信号cin给出，最高位的进位信号为cout，为了判断是否溢出，需要将最高位和次高位的进位信号异或输出，溢出信号of。
电路实现：
2、多位串行加减法器
设计思路：
Sub=0时,作为加法器，Sub就是最低位的进位信号。
Sub=1时,作为减法器， y作为减数，需要将y按位取反，末位加一。取反只需将yi与Sub信号异或即可，将Sub作为最低位的进位信号，满足末位加一的需要。
电路实现：
3、先行进位电路，以及四位快速加法器
设计思路：
一位全加器，结果Si=Xi xor Yi xor Ci;进位信号Ci+1= Xi Yi + Xi Ci+ YiCi
并行加法器进位链：
C1 = X1Y1+(X1⊕Y1)C0=G1+P1C0
C2 = X2Y2+(X2⊕Y2)C1=G2+P2C1=G2+P2(G1+P1C0)=G2+P2G1+P2P1C0
C3 = X3Y3+(X3⊕Y3)C2=G3+P3C2=G3+P3(G2+P2G1+P2P1C0)=G3+P3G2+P3P2G1+P3P2P1C0
C4 = X4Y4+(X4⊕Y4)C3=G4+P4C3=G4+P4(G3+P3G2+P3P2G1+P3P2P1C0)
= G4+P4G3+P4P3G2+P4P3P2G1+P4P3P2P1C0
四位快速加法器中G,P为
Gi = XiYi
Pi = Xi⊕Yi
成组进位
C4 = G4+P4G3+P4P3G2+P4P3P2G1+P4P3P2P1C0
G4 *= G4+P4G3+P4P3G2+P4P3P2G1
P4 *= P4P3P2P1
C4 = G4*+P4*C0
C1 = G1 +P1 C0
先行进位电路：
四位快速加法器电路：
4、十六位先行进位加法器
设计思路：
十六位加法器的实现需要借助已经实现的先行进位电路以及四个4位快速加法器。Cin依然作为最低4位快速加法器的进位信号以及CLA74182，CLA74182输出的Ci-1作为4位快速加法器的cin信号。
电路设计：
5、三十二位加法器（不要先行进位）
电路设计：
运算器设计（Logisim实现）相关推荐
- 华科计算机组成原理 头歌Educoder Logisim 运算器设计(HUST) 1~11关满分通关
目 录 第1关:8位可控加减法电路设计 第2关:CLA182四位先行进位电路设计 第3关:4位快速加法器设计 第4关:16位快速加法器设计 第5关:32位快速加法器设计 第6关:5位无符号阵列乘法器设 ...
- 计算机组成原理运算器设计,计算机组成原理2_5教学计算机运算器设计.ppt
<计算机组成原理2_5教学计算机运算器设计.ppt>由会员分享,可在线阅读,更多相关<计算机组成原理2_5教学计算机运算器设计.ppt(32页珍藏版)>请在人人文库网上搜索. ...
- 计算机组成原理课程设计_微程序控制的运算器设计
实验四 微程序控制的运算器设计 实验分析 设计要求: 利用之前设计的具有超前进位功能的8位ALU,实现简单算术或逻辑运算 两操作数由八位寄存器R0.R1提供,其结果放入R2中.具体何种操作可由微命令任 ...
- logisim运算器设计逻辑图
8位可控加减法电路设计 CLA182四位先行进位电路设计 4位快速加法器设计 16位快速加法器设计 32位快速加法器设计 原码一位乘法器设计 补码一位乘法器设计 MIPS运算器
- 计算机组成原理4位ALU运算器设计,计算机组成原理课程设计-alu设计和4位锁存器设计.doc...
计算机与通信工程学院 计算机组成原理课程设计 专业名称班级学号学生姓名指导教师设计时间207.12.23~2018.1.3 课程设计任务书 专业:: 学生姓名(签名): 设计题目: 设计实验条件 20 ...
- 运算器设计（计算机组成实验）1
实验一 8位可控加减法电路设计 这个实验的本意是用一位全加器和逻辑门搭建电路.用全加器和异或门也可以完成.这里涉及两个"异或"的知识点: 1.位变量a和0异或,结果为a:和1异或, ...
- 实验四 MIPS寄存器文件设计 Logisim
1.实验目的 学生了解寄 MIPS 寄存器文件基本概念,进一步熟悉多路选择器.译码器.解复用器等 Logisim 组件的使用,并利用相关组件构建 MIPS 寄存器文件. 2.实验内容 利用 logis ...
- Educoder计算机数据表示实验(HUST)-汉字国标码转区位码实验偶校验编码设计logisim
第1关:汉字国标码转区位码实验 第2关:汉字机内码获取实验 下面是:只读存储器的存储内容(12345ABCDEFGabcdefg轻轻的我走了,正如我轻轻的来:我轻轻的招手,作别西天的云彩.那河畔的金柳 ...
- 头歌计算机组成原理实验—运算器设计(8)第8关：乘法流水线设计
第8关:乘法流水线设计 实验目的 学生掌握运算流水线基本概念,理解将复杂运算步骤细分成子过程的思想,能够实现简单的乘法运算流水线. 视频讲解 实验内容 在 Logisim 中打开 alu.circ 文 ...
最新文章
- Java处理excel根据某列的值查询，并将结果显示在其他列中
- KVM中四种网络模型（三）
- 数据库中char varchar nchar nvarchar的区别
- 这件事，阿里爱了10年
- ASP.NET页面事件详解
- 详解C++17下的string_view
- java做服务器端给客户端传数据包_java 服务器怎样给客户端传输数据
- CCIE理论第三篇-LISP技术
- 结构化分析和面向对象分析的区别 例子_管理游戏测评例子
- 精通Android自定义View(十一)绘制篇Canvas分析之裁剪
- Hls之播放遇到的坑
- 软件安装——在Vmware中安装CentOS7(转载)
- Atitit 技术经理职责与流程表总结
- C语言位运算的取反（~）真实原理解析
- Mac上的windows 10系统,bootcamp 5更新 bootcamp 6,缺少bootcamp.msi
- VS2010 SP1安装卡在VS10Sp1-KB983509处的解决
- 从信息网络安全规则开始之——ISO27001
- 51、Vue 单页面应用
- 典型周期性电信号的测量
- mysql alter auto increment_修改mysql中Auto_increment值的例子