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机器号___________________计算机组成原理

机器号___________________

计算机组成原理

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指导教师：

总成绩：

分步成绩：

出勤：

实验表现

实验报告：

实验三 运算器及移位实验

一、实验目的

1、了解运算器模块如何连接以及数据通路；

2、通过实际设置控制信号、给出ALU的输入端数据、观察运算结果，领会课堂教学中关于ALU的功能特性；

3、认识一种较新的设计实现ALU功能的方法——用CPLD实现运算器。

4、掌握作为运算器核心器件的ALU，其输出连入数据总线前常见处理方法——COP2000实验仪中使用了三种输出结果数据的方法——直通输出D、左移输出L、右移输出R。

二、实验原理

COP2000模型机中的8位ALU由一片CPLD(XC9572)实现。有8种运算类型：加、减、与、或、进位加、进位减、A取反、A输出运算，通过控制信号S2、S1、S0来选择。运算数据由累加器A及寄存器W给出，运算结果输出到D，L，R。具体结构如下图。

ALU原理图

移位器由3个8位寄存器组成，能实现直通、左移、右移。直通门D将运算器的结果不移位送总线，右移门R将运算器的结果右移一位送总线，左移门L将运算器的结果左移一位送总线。用控制信号CN决定运算器是否带进位移位。

三、实验内容

1、运算器实验

按照下表连线

连接

信号孔

接入

连接

信号孔

接入

1

J1座

J3座

5

AEN

K3

2

S0

K0

6

WEN

K4

3

S1

K1

7

CyIN

K5

4

S2

K2

8

ALUCK

CLOCK

注：CyIN为运算器进位输入。

(1)将运算数据输入A、W中

将XXH写入A寄存器：

拨设置开关K23—K16，使其为A寄存器要输入的数据：

K23

K22

K21

K20

K19

K18

K17

K16

0

0

0

0

0

1

0

0

置控制信号，使DBUS数据送入A寄存器中：

K5(CyIN)

K4(WEN)

K3(AEN)

K2(S2)

K1(S1)

K0(S0)

1

1

0

1

1

1

按住CLOCK脉冲键，CLOCK由高变低，这时寄存器A的黄色指示灯亮，表示选择寄存器A。

放开CLOCK键，CLOCK由低变高，产生一个上升沿，数据XXH被写入寄存器A。

将XXH写入W寄存器

拨设置开关K23—K16，使其为A寄存器要输入的数据：

K23

K22

K21

K20

K19

K18

K17

K16

0

0

0

0

0

0

1

0

置控制信号，使DBUS数据送入W寄存器中：

K5(CyIN)

K4(WEN)

K3(KAEN)

K2(S2)

K1(S1)

K0(S0)

1

0

1

1

1

1

按住CLOCK脉冲键，CLOCK由高变低，这时寄存器W的黄色指示灯亮，表示选择寄存器W。

放开CLOCK键，CLOCK由低变高，产生一个上升沿，数据XXH被写入寄存器W。

(2)置控制信号，填写运算结果。

K5(CyIN)

K2(S2)

K1(S1)

K0(S0)

结果(直通门D)

注释

0

0

0

0

06

加运算

0

0

0

1

02

减运算

0

0

1

0

06

或运算

0

0

1

1

00

与运算

0

1

0

0

06

带进位加运算

1

1

0

0

07

带进位加运算

0

1

0

1

02

带进位减运算

1

1

0

1

01

带进位减运算

0

1

1

0

FB

取反运算

0

1

1

1

04

输出A

2、移位实验

按照下表连线

连接

信号孔

接入

1

J1座谈

J3座

2

AEN

K0

3

CN

K1

4

CyIN

K2

5

S2

K3

6

S1

K4

7

S0

K5

8

ALUCK

CLOCK

注：CyIN为移位进位输入。

(1) 将数据写入A寄存器

K23

K22

K21

K20

K19

K18

K17

K16

0

0

0

0

0

0

1

0

置控制信号为：

K0(AEN)

K3(S2)

K4(S1)

K5(S0)

0

1

1

1

注：S21S1S0=111时，运算器输出为寄存器A的内容。

(2) 将A中数据进行三种方式操作，并写出结果

CN

CyIN

L

D

R

0

X

04

02

01

1

0

04

02

01

1

1

05

02

81

实验四 存储器实验

一、实验目的

1、掌握静态随机存储器的工作原理；

2、通过对6116SRAM芯片的实验体会存储芯片读写信号的作用；

3、了解COP2000实验仪中内存模块地址的两个来源，学会给出地址并按地址向相应的EM单元中写入数据的方法；

4、掌握由EM