西工大,组成原理实验报告

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1、评语：课中检查完成的题号及题数:课后完成的题号与题数:成绩:自评成绩：95实验报告实验名称:基于Verilog语言的运算器和存储器设计与实现曰期:2015.11.4班级：10011303学号：201302536姓名：张林江一、实验目的：!了解运算器的组成结构。2.掌握运算器的工作原理。3.掌握静态随机存储器RAM工作特性及数据的读写方法。二、实验内容：j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）,各部件对操作数进行何种运算由控制信号

2、S3…S0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。如果是算术运算，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（MAXIIEPM240）中。2.存储器（Memory）是现代信息技术屮W于保存信息的记忆设备。其概念很广，有很多层次，在数字系统屮，只要能保存二进制数据的都可以是存储器；在集成电路屮，一个没有实物形式的具有存储功能的电路也叫存储器，如RAM、FIFO等；在系统屮，具有实物形式的存储设备也叫存储器，如lAl存条、TF卡等。计算机屮全部信息，包括输入的原始数据、计算机程序、屮间运行结果和最终运行结果都保存在

3、存储器屮。它根据控制器指定的位置存入和取出信息。有了存储器，计算机方有记忆功能，冰能保证正常工作。计算机中的存储器按用途存储器可分为主存储器（内存）和辅助存储器（外存），也有分力外部存储器和lAl部存储器的分类方法。外存通常是磁性介质或光盘等，能长期保存信息。内存指主板上的存储部件，川来存放当前正在执行的数据和程序，但仅用于暂时存放程序和数据，关闭电源或断电，数据会丢失。3.静态随机存取存储器。它是一种具有静止存取功能的内存，不需要刷新电路即能保存它内部存储的数据。三、项目要求及分析：1.利用上述运算器能否实现大于8位二进制数的算术运算？如果能，需要采取什么样的措施？答：能够实现，但是要将两

4、个8位寄存器组合成一个16位的寄存器来实现2.给出一组数据，验证桶形移位器的功能。答：桶式移位器是一种组合逻辑电路，通常作为微处理器CPU的一部分。它具有n个数据输入和n个数据输出，以及指定如何移动数据的控制输入，指定移位方向、移位类型(循环、算术还是逻辑移位)及移动的位数等等。3.随机存储器和只读存储器的区别是什么，能否通过外加电路实现用随机存储器代替只读存储器？答：随机存储器又称RAM，它是一种临吋存放数据的地方，它的存取速度很快，所以在电脑运行软件的时候就把程序调入闪存(RAM),你对程序所做的更改都是在A存屮进行，当你退出/程序后系统就自己把分它的那部分内存收回，又分给其他的程序，R

5、AM也就是内存条；只读存储器和随机存储器最大的区别是，Rom屮的信息是固化的写入之后不会改变，而RAM可读可写但掉电后信息丢失。必要的时候也是付以改变的，这里面一般存的是一些系统信息，和系统没置，电脑的BIOS芯片就是ROM；4.动态随机存储器和静态随机存储器的区别是什么，与静态随机存储器相比，动态随机存储器在电路设计需要考虑什么问题？答：SRAM也称静态随机存储器，其特点是工作速度快，只要电源不撤除，写入SRAM的信息就不会消失，不需要刷新电路，同时在读出时不破坏原来存放的信息，一经写入可多次读出，但集成度较低，功耗较大。SRAM—般用来作为计算机中的高速缓冲存储器(Cache)0DRAM

6、是动态随机存储器(DynamicRandomAccessMemory),它是利用场效应管的栅极对其衬底间的分布电容来保存信息，以存储电荷的多少，即电容端电压的高低来表示“1”和“0”。DRAM每个存储单元所需的场效应管较少，常见的有4管，3管和单管型DRAM。因此它的集成度较高，功耗也较低，但缺点是保存在DRAM屮的信息_场效应管栅极分布电容里的信息随着电容器的漏电而会逐渐消失，一般信息保存时间为2ms&右。为了保存DRAM巾的信息，必须每隔1〜2ms对其刷新一次。因此，采用DRAM的计算机必须配置动态刷新电路，防止信息丢失。DRAM—般用作计算机中的主存储器。表1-1-2运算结果表运算类型

7、ABS3S2S1S0结果逻辑运算65A70000F=(65)FC=(0)FZ(0)65A70001E=(A7)FC=(0)TZ(0)0010F=(25)FC=(0)FZ(0)0011F=(E7〉FC二(0)FZ(0)0100F=(25)FC=(0)FZ(0)移位运算0101I'=(9A)I:C=(0)FZ(0)0110F=(CA)FC=(0)FZ(0)0111F=(32)FC=(0)FZ(0)1000E=(B