计算机组成原理2015实验报告
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实验一:数字逻辑——交通灯系统设计子实验1:7 段数码管驱动电路设计(1)理解利用真值表的方式设计电路的原理;(2)利用Logisim 真值表自动生成电路的功能,设计一个 7 段数码管显示驱动。
二、实验方案设计7 段数码管显示驱动的设计方案:(1)输入:4 位二进制(2)输出:7 段数码管 7 个输出控制信号(3)电路引脚:(4)实现功能:利用 7 段数码管显示 4 位二进制的 16 进制值(5)设计方法:由于该实验若直接进行硬件设计会比较复杂,而7 段数码管显示的真值表较容易掌握,所以我们选择由真值表自动生成电路的方法完成该实验。
先分析设计 7 段数码管显示驱动的真值表,再利用Logisim 中的“分析组合逻辑电路”功能,将真值表填入,自动生成电路。
(6)真值表的设计:由于是 4输入 7输出,真值表共有 16 行。
7输出对应 7个引脚,所以需要依次对照LED 灯的引脚顺序进行设计,如下图所示(注意LED 的引脚顺序):三、实验步骤(1)在实验平台下载实验框架文件RGLED.circ;(2)在Logisim 中打开RGLED.circ 文件,选择数码管驱动子电路;(3)点击“工程”中的“分析组合逻辑电路”功能,先构建4输入和7输出,再在“真值表”中,将已设计好的真值表的所有数值仔细对照着填入表格中,确认无误后点击“生成电路”,自动生成的电路如下图所示:(4)将子电路封装为如下形式:(5)进行电路测试:·自动测试在数码管驱动测试子电路中进行测试;·平台评测自动测试结果满足实验要求后,再利用记事本打开RGLED.circ 文件,将所有文字信息复制粘贴到Educoder 平台代码区域,点击评测按钮进行测试。
四、实验结果测试与分析(1)自动测试的部分结果如下:(2)平台测试结果如下:综上,本实验测试结果为通过,无故障显示。
本实验的关键点在于:在设计时需要格外注重LED 灯的引脚顺序,保证0-9 数字显示的正确性,设计出正确的真值表。
计算机组成实验报告计算机组成实验报告(共3篇)篇一:《计算机组成与结构》实验报告11 .实验目的:1).学习和了解TEC-2000 十六位机监控命令的用法;2).学习和了解TEC-2000 十六位机的指令系统;3).学习简单的TEC-2000 十六位机汇编程序设计;2.实验内容:1).使用监控程序的R 命令显示/修改寄存器内容、D 命令显示存储器内容、E 命令修改存储器内容;2).使用 A 命令写一小段汇编程序,U 命令反汇编刚输入的程序,用G 命令连续运行该程序,用T、P 命令单步运行并观察程序单步执行情况;3、实验步骤1).关闭电源,将大板上的COM1 口与PC 机的串口相连;2).接通电源,在PC 机上运行PCEC.EXE 文件,设置所用PC 机的串口为“1”或“2”, 其它的设置一般不用改动,直接回车即可;3).置控制开关为00101(连续、内存读指令、组合逻辑、16 位、联机),开关拨向上方表示“1”,拨向下方表示“0”,“X”表示任意。
其它实验相同;4).按一下“RESET”按键,再按一下“START”按键,主机上显示:TEC-2000 CRT MONITOR Version 1.0 April 2001Computer Architectur Lab.,Tsinghua University Programmed by He Jia >5).用R 命令查看寄存器内容或修改寄存器的内容a.在命令行提示符状态下输入:R↙;显示寄存器的内容图片已关闭显示,点此查看图片已关闭显示,点此查看b.在命令行提示符状态下输入:R R0↙;修改寄存器R0 的内容,被修改的寄存器与所赋值之间可以无空格,也可有一个或数个空格主机显示:寄存器原值:_在该提示符下输入新的值,再用R 命令显示寄存器内容,则R0 的内容变为0036。
图片已关闭显示,点此查看6).用D 命令显示存储器内容在命令行提示符状态下输入:D 2000↙会显示从2000H 地址开始的连续128 个字的内容;连续使用不带参数的 D 命令,起始地址会自动加128(即80H)。
武汉轻工大学数学与计算机学院《计算机组成原理》实验报告题目:4位二进制计数器实验专业:软件工程班级:130X班学号:XXX姓名:XX指导老师:郭峰林2015年11月3日【实验环境】1. Win 72. QuartusII9.1计算机组成原理教学实验系统一台。
【实验目的】1、熟悉VHDL 语言的编写。
2、验证计数器的计数功能。
【实验要求】本实验要求设计一个4位二进制计数器。
要求在时钟脉冲的作用下,完成计数功能,能在输出端看到0-9,A-F 的数据显示。
(其次要求下载到实验版实现显示)【实验原理】计数器是一种用来实现计数功能的时序部件,计数器在数字系统中主要是对脉冲的个数进行计数,以实现测量、计数和控制的功能,同时兼有分频功能。
计数器由基本的计数单元和一些控制门所组成,计数单元则由一系列具有存储信息功能的各类触发器构成,这些触发器有RS 触发器、T 触发器、D 触发器及JK 触发器等。
计数器在数字系统中应用广泛,如在电子计算机的控制器中对指令地址进行计数,以便顺序取出下一条指令,在运算器中作乘法、除法运算时记下加法、减法次数,又如在数字仪器中对脉冲的计数等等。
计数器按计数进制不同,可分为二进制计数器、十进制计数器、其他进制计数器和可变进制计数器,若按计数单元中各触发器所接收计数脉冲和翻转顺序或计数功能来划分,则有异步计数器和同步计数器两大类,以及加法计数器、减法计数器、加/减计数器等,如按预置和清除方式来分,则有并行预置、直接预置、异步清除和同步清除等差别,按权码来分,则有“8421”码,“5421”码、余“3”码等计数器,按集成度来分,有单、双位计数器等等,其最基本的分类如下:计数器的种类⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧⎩⎨⎧进制计数器十进制计数器二进制计数器进制可逆计数器减法计数器加法计数器功能异步计数器同步计数器结构N 、、、321 下面对同步二进制加法计数器做一些介绍。
同步计数器中,所有触发器的CP 端是相连的,CP 的每一个触发沿都会使所有的触发器状态更新。
计算机组成原理实验报告课程名称计算机组成原理实验学院计算机学院专业班级计算机科学与技术9班学号 3113006182学生姓名卢智滔指导教师韦玉科张宇华2015年 05 月24 日计算机学院计算机科学与技术9班学号:3113006182姓名卢智滔教师评定实验题目基础汇编语言程序设计实验一、实验目的:(1)学习和了解TEC-XP+教学实验系统监控命令的用法;(2)学习和了解TEC-XP+教学实验系统的指令系统;(3)学习简单的TEC-XP+教学实验系统汇编语言程序。
二、实验设备与器材:TEC-XP+教学实验系统,仿真终端软件。
三、实验内容:1、学习联机使用TEC-XP+教学实验系统和仿真终端软件PCEC;2、学习使用WINDOWS界面的串口通讯软件;3、使用监控程序的R命令显示/修改寄存器内容、D命令显示存储器内容、E命令修改存储器内容;4、使用A命令编写一小段汇编程序,U命令反汇编刚输入的程序,用G命令连续运行改程序,用T、P命令单步运行并观察程序单步执行的情况。
四、实验步骤:一、实验具体操作步骤:1、准备一台串口工作良好的PC机;2、将TEC-XP放在实验台上,打开实验箱的盖子,确定电源处于断开状态;3、将黑色电源线一端接220V交流电源,另一端插在TEC--XP试验箱电源插座上;4、取出通讯线,将通信线的9芯插头接在试验箱的串口“COM1”或“COM2”上,另一端接到PC机的串口上;5、将TEC-XP实验系统左下方的6个黑色控制器开关置为001100,,控制开关的功能在开关上、下方有标识;开关拨向上方表示“1”,拨向下方表示“0”,“x”表示任意,其他实验相同;6、打开电源,船形开关和5v电源指示灯亮。
7、在PC机上运行PCEC16.EXE文件,直接回车。
8、按一下“RESET”按键,再按一下“START”按键在主机上显示:TEC—2000 CRT MONITORVersion 1.0 April 2001Computer Architectur Lab,Tsinghua UniversityProgrammed by He Jia>二、实验注意事项:几种常见的工作方式(开关拨到上方表示为1,拨到下方为0)三、仿真终端软件的操作成功运行PCEC16.EXE的界面四、实验示例:1.用R命令查看寄存器内容或修改寄存器的内容1)在命令行提示符状态下输入:R↙;显示寄存器的内容注:寄存器的内容在运行程序或执行命令后会发生变化。
计组实验报告(共10篇)计组实验报告计算机组成原理实验报告一一、算术逻辑运算器1. 实验目的与要求:目的:①掌握算术逻辑运算器单元ALU(74LS181)的工作原理。
②掌握简单运算器的数据传输通道。
③验算由74LS181等组合逻辑电路组成的运输功能发生器运输功能。
④能够按给定数据,完成实验指定的算术/逻辑运算。
要求:完成实验接线和所有练习题操作。
实验前,要求做好实验预习,掌握运算器的数据传送通道和ALU 的特性,并熟悉本实验中所用的模拟开关的作用和使用方法。
实验过程中,要认真进行实验操作,仔细思考实验有关的内容,把自己想得不太明白的问题通过实验去理解清楚,争取得到最好的实验结果,达到预期的实验教学目的。
实验完成后,要求每个学生写出实验报告。
2. 实验方案:1.两片74LS181(每片4位)以并/串联形式构成字长为8为的运算器。
2.8为运算器的输出经过一个输入双向三态门(74LS245)与数据总线相连,运算器的两个数据输入端分别与两个8位寄存器(74LS273)DR1和DR2的输出端相连,DR1和DR2寄存器是用于保存参加运算的数据和运算的结果。
寄存器的输入端于数据总线相连。
3.8位数据D7~D0(在“INPUT DEVICE”中)用来产生参与运算的数据,并经过一个输出三态门(74LS245)与数据总线相连。
数据显示灯(BUS UNIT)已与数据总线相连,用来显示数据总线上所内容。
4.S3、S2、S1、S0是运算选择控制端,由它们决定运算器执行哪一种运算(16种算术运算或16种逻辑运算)。
5.M是算术/逻辑运算选择,M=0时,执行算术运算,M=1时,执行逻辑运算。
6.Cn是算术运算的进位控制端,Cn=0(低电平),表示有进位,运算时相当于在最低位上加进位1,Cn=1(高电平),表示无进位。
逻辑运算与进位无关。
7.ALU-B是输出三态门的控制端,控制运算器的运算结果是否送到数据总线BUS上。
低电平有效。
实验1 通用寄存器实验一、实验目的1.熟悉通用寄存器的数据通路。
2.了解通用寄存器的构成和运用.二、实验要求掌握通用寄存器R3~R0的读写操作.三、实验原理实验中所用的通用寄存器数据通路如下图所示。
由四片8位字长的74LS574组成R1 R0(CX)、R3 R2(DX)通用寄存器组。
图中X2 X1 X0定义输出选通使能,SI、XP控制位为源选通控制。
RWR为寄存器数据写入使能,DI、OP为目的寄存器写选通。
DRCK信号为寄存器组打入脉冲,上升沿有效.准双向I/O输入输出端口用于置数操作,经2片74LS245三态门与数据总线相连。
图2—3-3 通用寄存器数据通路四、实验内容1.实验连线连线信号孔接入孔作用有效电平2.寄存器的读写操作①目的通路当RWR=0时,由DI、OP编码产生目的寄存器地址,详见下表.通用寄存器“手动/搭接”目的编码②通用寄存器的写入通过“I/O输入输出单元”向R0、R1寄存器分别置数11h、22h,操作步骤如下:通过“I/O输入输出单元”向R2、R3寄存器分别置数33h、44h,操作步骤如下:③源通路当X2~X0=001时,由SI、XP编码产生源寄存器,详见下表.通用寄存器“手动/搭接”源编码④ 通用寄存器的读出关闭写使能,令K18(RWR )=1,按下流程分别读R0、R1、R2、R3。
五、实验心得通过这个实验让我清晰的了解了通用寄存器的构成以及通用寄存器是如何运用的,并且熟悉了通用寄存器的数据通路,而且还深刻的掌握了通用寄存器R3~R0的读写操作。
实验2 运算器实验一、实验目的掌握八位运算器的数据传输格式,验证运算功能发生器及进位控制的组合功能.二、实验要求完成算术、逻辑、移位运算实验,熟悉ALU 运算控制位的运用.三、实验原理实验中所用的运算器数据通路如图2-3—1所示。
ALU 运算器由CPLD 描述。
运算器的输出FUN 经过74LS245三态门与数据总线相连,运算源寄存器A 和暂存器B 的数据输入端分别由2个74LS574锁存器锁存,锁存器的输入端与数据总线相连,准双向I/O 输入输出端口用来给出参与运算的数据,经2片74LS245三态门与数据总线相连。
2015计算机组成原理实验报告记录————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:课程名称:计算机组成原理专业班级:学号:201200学生姓名:指导教师:闫宏印2015年06月29日实验一运算器【实验目的与要求】1.掌握运算器的组成、功能及工作原理;2.验证由74LS181组成的16位ALU的功能,进一步验证带初始进位的ALU的功能;3. 熟悉运算器执行算术运算操作和逻辑运算操作的具体实现过程。
【实验设备和环境】本实验使用EL-JY-II型计算机组成原理实验挂箱一组连接线。
【实验内容】一.实验原理算术逻辑单元ALU是运算器的核心。
集成电路74LS181是4位ALU,四片74LS181以串行方式构成16位运算器。
它可以对两个16位二进制数进行多种算术或逻辑运算,74LS181 有高电平和低电平两种工作方式,高电平方式采用原码输入输出,低电平方式采用反码输入输出,这里采用高电平方式。
三态门74LS244作为输出缓冲器由ALU-G信号控制,ALU-G 为“0”时,三态门开通,此时其输出等于其输入;ALU-G 为“1”时,三态门关闭,此时其输出呈高阻。
四片74LS273作为两个16数据暂存器,其控制信号分别为LDR1和LDR2,当LDR1和LDR2 为高电平有效时,在T4脉冲的前沿,总线上的数据被送入暂存器保存。
运算器的结构见图1-1:图1-1 运算器实验原理74LS181功能见表1-1,其中符号“+”表示逻辑“或”运算,符号“*”表示逻辑“与”运算,符号“/”表示逻辑“非”运算,汉字“加”表示算术加运算,汉字“减”表示算术减运算。
表1-1 74LS181功能表选择M=1逻辑操作M=0 算术操作S3 S2 S1 S0 Cn=1(无进位)Cn=0(有进位)0 0 0 0 F=/A F=A F=A加10 0 0 1 F=/(A+B) F=A+B F=(A+B)加10 0 1 0 F=/A*B F=A+/B F=(A+/B)加10 0 1 1 F=0 F=-1 F=00 1 0 0 F=/(A*B) F=A加A*/B F=A加A*/B加10 1 0 1 F=/B F=(A+B)加A*/B F=(A+B) 加A*/B加10 1 1 0 F=(/A*B+A*/B)F=A减B减1 F=A减B0 1 1 1 F=A*/B F=A*/B减1 F=A*/B1 0 0 0 F=/A+B F=A加A*B F=A加A *B加11 0 0 1 F=/(/A*B+A*/B)F=A加B F=A加B加11 0 1 0 F=B F=(A+/B)加A*B F=(A+/B)加A*B加1 1 0 1 1 F=A*B F=A*B减1 F=A*B1 1 0 0 F=1 F=A加A F=A加A 加11 1 0 1 F=A+/B F=(A+B)加A F=(A+B)加A加11 1 1 0 F=A+B F=(A+/B)加A F=(A+/B)加A加11 1 1 1 F=A F=A减1 F=A74LS181的功能控制条件由S3、S2、S1、S0、M、Cn决定。
一、实验装置组成(一)硬件部分实验装置是为计算机组成原理的工作流程专门设计的。
它能够让学生通过手动和自动的操作弄清和掌握计算机工作的基本原理。
程序实验主要包括:数据传输程序各种运算程序控制转移程序数码转换程序(二)软件部分软件系统由编辑程序、编译程序、程序执行、调式程序几个部分组成,完成由源程序输入、语法分析排错、指令汇编、应用程序调试的全过程。
二、软件使用说明(一)界面说明软件系统采用集成化的窗口,各种软件功能分类设置在程序中,软件系统的主窗口界面如上图所示,现将界面各组成部位说明如下:1 ——寄存器在程序执行过程中,观察各寄存器的值2 ——存储器在程序执行过程中,观察各存储器的值3 ——信息显示当前指令对应的微程序4 ——编辑源程序从汇编状态或运行状态返回到编辑源程序状态5 ——汇编对编辑好的源程序进行汇编连接6 ——程序复位让程序指针指向程序的第一条指令7 ——运行运行已通过汇编连接的程序8 ——停止停止程序的运行9 ——单步单步运行程序(逐条指令执行)10 ——单拍单拍运行程序(逐条微指令执行)11 ——设置/取消断点设置/取消断点,调试程序时用12 ——连接/断开串行口连接/断开串行口,连通/断开程序和模型机通信13 ——源程序编辑区在该区域内编辑源程序14 ——寄存器/存储器显示区显示各寄存器/存储器的值15 ——微程序显示区显示当前指令对应的微程序(二)编辑程序编辑源程序采用文本的编辑方式,按照给定的模型机指令系统,用汇编语言格式编(三)汇编程序汇编程序先对源程序进行语法检查,排除源程序中的语法错误,再将源程序编译为机器码,在调试的窗口中显示指令行、机器码、助记符等信息。
(四)运行方式程序的运行有单拍、单步和连续执行三种方式。
单拍方式是逐条执行微程序中的微指令,屏幕显示信息(微指令、积存器和存储器状态)与实验板显示信息(微指令对应的数据流向以及相应的控制信号)互相配合,可以将单拍微指令执行的结果从不同角度显示出来,以便观察。
计算机组成原理运算器实验报告本次实验的主题为计算机组成原理运算器实验。
在本次实验中,我们通过对运算器的实验进行研究和探究,了解了计算机组成原理方面的相关知识,更加深入地认识了计算机的运作原理。
一、实验目的本次实验的目的是使学生掌握运算器的组成和运算过程,并且了解运算器在计算机中的位置和给计算机的工作。
二、实验原理1、硬件部分运算器是一种计算机硬件,可以进行算术和逻辑运算。
运算器包含一个算术逻辑单元(ALU),一个累加器和一些寄存器。
运算器可以在CPU 中实现简单的算术操作。
运算器由三部分组成:算术逻辑单元(ALU)、寄存器和累加器。
ALU 是计算机CPU中负责完成算术和逻辑运算的部分;寄存器是计算机中用来暂时存放数据的小型存储器,它是CPU中数据存储的主要形式;累加器是CPU中的一种特殊寄存器,在运算过程中用于存储运算结果。
2、软件部分计算机编程中常常涉及到算术和逻辑运算,进行这些运算的方法是在程序中调用运算器中的算术逻辑单元(ALU)。
ALU是计算机CPU中负责完成算术和逻辑运算的部分,用于进行各种算术和逻辑运算,如加、减、乘、除、与、或、非、移位等。
三、实验过程— 1 —本次实验的实验步骤如下:1、打开实验设备,将电源线插进插座,将设备的开关打开,在设备前方的显示器上能够看见下划线。
2、按下NORM键,增益调整。
将x的值设置为“0011”,将y的值设置为“1101”。
3、操作者可以选择不同的操作符。
例如选择ADD操作,将其输入。
4、按下RUN键,运算器开始计算。
5、运算结束后,在屏幕上将显示运算结果。
本例中,结果为“1000”。
四、实验结果与分析在本次实验中,我们利用运算器实现了不同运算的计算过程,并且也成功地输出了运算结果。
这一过程与计算机组成原理中的运算器的定义、作用及组成都有密切的关系。
在本次实验中,我们也进一步加深了对计算机组成原理中该重要部分的理解。
五、实验总结通过本次实验,我们深入了解了运算器在计算机中的作用及其实现方法。
工程与设计学院2013级计算机五班姓名: 王秀珍学号:2013180524目录一、基本运算器实验二、超前进位加法器三、静态随机存储器实验四、Cache控制器设计实验五、微程序控制器实验六、CPU与简单模型机设计实验湖南师范大学工程与设计学院实验数据报告单实验课程:计算机组成原理实验实验题目:基本运算器实验实验日期: 2015年 6 月 15 日实验地点:中栋五楼502室计算机组成原理与接口实验室专业:计算机科学与技术年级:13 班级: 五班姓名:王秀珍学号:2013180524一.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.实验内容1、两个8位操作数的算术运算、逻辑运算及进位影响。
2、不同控制组合下的算数与逻辑运算的输出结果。
三.实验原理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S3…S0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。
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。
如下图。
四.实验结果与分析分析:1、掌握了运算器的组成及工作原理2、了解了发生器74LS245的组合功能,熟悉了运算器执行算术操作和逻辑操作的具体实现。
这是计算机组成原理的第一个实验,虽然还有点陌生,但基本熟悉了整个实验系统的基本结构,了解了该实验装置按功能分成几大区,学会何时操作各种开关、按键。
最重要的是通过实验掌握了算术/逻辑运算的运算过程及控制这种运算的方法。
实验成绩:指导老师签名:湖南师范大学工程与设计学院实验数据报告单实验课程:计算机组成原理实验实验题目:超前进位加法器设计实验实验日期: 2015年 6 月 15 日实验地点:中栋五楼502室计算机组成原理与接口实验室专业:计算机科学与技术年级:13 班级: 五班姓名:王秀珍学号:2013180524一.实验目的1、掌握超前进位加法器的原理及其设计方法。
2、熟悉CPLD应用设计EDA软件的使用。
二.实验内容1、观察低位与相加后高位的进位信号2、给A和B置不同数,观察相加的结果三.实验原理八位超前进位加法器,可以由2个四位超前进位加法器构成。
由第一个四位超前进位加法器的进位输出作为第二个超前进位加法器的进位输入即可实现八位超前进位加法器的设计。
引入进位传递函数Pi和进位产生函数Gi的概念。
它们定义为:Pi=Xi+YiGi=Xi*YiP1的意义是:当X1和Y1中有一个为1时,若有进位输入,则本位向高位传递此进位。
这个进位可以看成是低位进位越过本位直接向高位传递的。
G1的意义是:当X1,Y1均为1时,不管有无进位输入,本位定会产生向高位的进位。
如下图:四.实验结果与分析如SD17…SD10中输入1111 1001,在SD07…SD00中输入1001 1111,在实验箱中可看到用来模拟低位与高位的进位信号K7、K8灯变亮,同时可看到A01…Q08与L7…L0上的显示分别为1001与1000。
分析:这个实验是运算器实验的扩展,进一步加深了我对运算器的认识。
这个算法的核心是把8位加法器分成两个4位加法器,先求出低位4位加法器各个进位,特别是向高4位加法器进C4。
每一个4位加法器在计算时,又分成了两个2位的加法器。
如此递归。
根据8位超前进位扩展算法,老师给出一个16位算法该怎么思考,课后分析结果如下:实验成绩:指导老师签名:湖南师范大学工程与设计学院实验数据报告单实验课程:计算机组成原理实验实验题目:静态随机存储器实验实验日期: 2015年 6 月 23 日实验地点:中栋五楼502室计算机组成原理与接口实验室专业:计算机科学与技术年级:13 班级: 五班姓名:王秀珍学号:2013180524一.实验目的掌握静态随机存储器RAM工作特性及数据的读写方式二.实验内容1、分析SRAM的读写过程三.实验原理存储器数据线接至数据总线,数据总线上接有8 个LED 灯显示D7…D0 的内容。
地址线接至地址总线,地址总线上接有8 个LED 灯显示A7…A0 的内容,地址由地址锁存器(74LS273,位于PC&AR 单元)给出。
数据开关(位于IN 单元)经一个三态门(74LS245)连至数据总线,分时给出地址和数据。
地址寄存器为8 位,接入6116 的地址A7…A0,6116 的高三位地址A10…A8接地,所以其实际容量为256 字节。
如图2-1-3。
实验箱中所有单元的时序都连接至时序与操作台单元,CLR 都连接至CON 单元的CLR 按钮。
实验时T3 由时序单元给出,其余信号由CON 单元的二进制开关模拟给出,其中IOM 应为低(即MEM 操作),RD、WR 高有效,MR 和MW 低有效,LDAR 高有效。
四.实验结果与分析成功连接实验电路,按照书本要求,我选取了如下二组数:1) 0000 00000001 00012) 0000 00010001 0010将设计数据依次存入到相应地址中,并成功读取了写入地址单元的内容,内容与写入的一致说明操作无误,从而实现了静态存储器。
实验成绩:指导老师签名:湖南师范大学工程与设计学院实验数据报告单实验课程:计算机组成原理实验实验题目: Cache 控制器设计实验实验日期: 2015年 6 月 23 日实验地点:中栋五楼502室计算机组成原理与接口实验室专业:计算机科学与技术年级:13 班级:五班姓名:王秀珍学号:2013180524一.实验目的1、掌握Cache控制器的原理及其设计方法2、熟悉CPLD应用设计及EDA软件的使用二.实验内容利用TD-CMA实验仪设计一个实现直接映射的Cache控制器三.实验原理本实验采用的地址变换是直接映象方式,这种变换方式简单而直接,硬件实现很简单,访问速度也比较快,但是块的冲突率比较高。
其主要原则是:主存中一块只能映象到Cache 的一个特定的块中。
假设主存的块号为B,Cache 的块号为b,则它们之间的映象关系可以表示为:b = B mod Cb其中,Cb 是Cache 的块容量。
设主存的块容量为Mb,区容量为Me,则直接映象方法的关系如图2-2-1 所示。
把主存按Cache 的大小分成区,一般主存容量为Cache 容量的整数倍,主存每一个分区内的块数与Cache 的总块数相等。
直接映象方式只能把主存各个区中相对块号相同的那些块映象到Cache 中同一块号的那个特定块中。
例如,主存的块0 只能映象到Cache 的块0中,主存的块1 只能映象到Cache 的块1 中,同样,主存区1 中的块Cb(在区1 中的相对块号是0)。
如图2-2-1。
也只能映象到 Cache 的块0 中。
根据上面给出的地址映象规则,整个Cache 地址与主存地址的低位部分是完全相同的。
直接映象方式的地址变换过程如图2-2-2 所示,主存地址中的块号B 与Cache 地址中的块号b 是完全相同的。
同样,主存地址中的块内地址W 与Cache 地址中的块内地址w 也是完全相同的,主存地址比Cache 地址长出来的部分称为区号E。
四.实验结果与分析02H 05H 01H 02H 03H 46H 45H 05H 11H 01H1、第一次访问02H时指示灯亮,说明Cache命中,可以直接访问;访问05H时指示灯没亮,说明未命中,按动KK按钮两次,将04H-07H装载进入cache。
2、访问01H时指示灯亮,说明Cache命中,可以直接访问;访问02H指示灯亮,可以直接访问;访问03H指示灯亮,可以直接访问;访问46H时指示灯不亮,说明未命中,按动KK按钮两次,将08H-0BH装载进入Cache。
3、访问45H指示灯亮,命中,访问05H指示灯不亮,说明不命中,且是被上一个数替换了,按动K按钮装载数据进入Cache;访问11H指示灯不亮,说明不命中,按动KK按钮两次,将数据装载进入Cache;访问01H指示灯亮,说明命中。
分析:本次实验主要采用的地址变换是直接映像方式,主存地址中的块号与Cache地址中的对应块号是完全相同的。
朱村中的块内地址与Cache地址中的块内地址也是完全相同的,实验实现的是3 2位地址的Cache存储器,具体是按区号、块号、块内地址访问目标地址,系统默认存储每个块的首地址,若同时访问同一块中的其他地址,将出现新访问的地址覆盖与之在同一块的另一块号。
实验成绩:指导老师签名:湖南师范大学工程与设计学院实验数据报告单实验课程:计算机组成原理实验实验题目:微程序控制器实验实验日期: 2015年6 月 25 日实验地点:中栋五楼502室计算机组成原理与接口实验室专业:计算机科学与技术年级:13 班级: 五班姓名:王秀珍学号:2013180524一.实验目的1、掌握微程序控制器的组成原理2、掌握微程序编制、写入,观察微程序的运行过程二.实验内容观察输入机器指令ADD(0000 0000)、IN(0010 0000)、OUT(0011 0000)和HLT(0101 0000)后,运算结果是否正确三.实验原理微程序控制器的基本任务是完成当前指令的翻译和执行,即将当前指令的功能转换成可以控制的硬件逻辑部件工作的微命令序列,完成数据传送和各种处理操作。
它的执行方法就是将控制各部件动作的微命令的集合进行编码,即将微命令的集合仿照机器指令一样,用数字代码的形式表示,这种表示称为微指令。
这样就可以用一个微指令序列表示一条机器指令,这种微指令序列称为微程序。
微程序存储在一种专用的存储器中,称为控制存储器,微程序控制器原理框图如图3-2-1 所示。
将全部微程序按微指令格式变成二进制微代码,如图3-2-2。
四.实验结果与分析实验结果显示输入01H,OUT单元显示02H,则是通过测试。
分析:在IN单元输入0000 0001,当MAR单元显示为0000 0001时,置CON单元产生ADD指令为0000 0000,在指令执行相加后,最后会通过OUT单元输出。
结果为2。
通过这次实验,我理解了指令的流程,操作码、控制信号是怎么影响指令的执行。
实验成绩:指导老师签名:湖南师范大学工程与设计学院实验数据报告单实验课程:计算机组成原理实验实验题目: CPU与简单模型机设计实验实验日期: 2015年6 月25日实验地点:中栋五楼502室计算机组成原理与接口实验室专业:计算机科学与技术年级:13 班级:五班姓名:王秀珍学号:2013180524一.实验目的1、掌握一个简单CPU的组成原理2、在掌握部件单元电路基础上,进一步将其结构一台基本模型计算机3、为其定义五条机器指令,编写相应的微程序,并上机调试掌握整机概念二.实验内容实现一个简单的CPU,并且在此CPU的基础上,继续构建一个简单的模型计算机三.实验原理CPU 由运算器(ALU)、微程序控制器(MC)、通用寄存器(R0),指令寄存器(IR)、程序计数器(PC)和地址寄存器(AR)组成,如图5-1-1 所示。