《计算机组成原理》运算器实验报告

一.实验目得及要求(１) 了解运算器得组成结构。 （2) 掌握运算器得工作原理。二. 实验模块及实验原理本实验得原理如图 1—1－１所示。 运算器内部含有三个独立运算部件,分别为算术、逻辑与移位运算部件，要处理得数据存于暂存器Ａ 与暂存器 B ，三个部件同时接受来自 A 与 B 得数据(有些处理器体系结构把移位运算器放于算术与逻辑运算部件之前，如 A ＲＭ),各部件对操作数进行何种运算由控制信号 Ｓ 3…S0 与 C Ｎ来决定，任何时候，多路选择开关只选择三部件中一个部件得结果作为 AL Ｕ得输出。假如就是影响进位得运算，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 CP Ｌ D 中。 逻辑运算部件由逻辑门构成，较为简单,而后面又有专门得算术运算部件设计实验,在此对这两个部件不再赘述。移位运算采纳得就是桶形移位器,一般采纳交叉开关矩阵来实现，交叉开关得原理如图１—1—2 所示.图中显示得就是一个 ４Ｘ 4 得矩阵（系统中就是一个 8X8 得矩阵)。每一个输入都通过开关与一个输出相连,把沿对角线得开关导通，就可实现移位功能,即： （1） 对于逻辑左移或逻辑右移功能,将一条对角线得开关导通,这将所有得输入位与所使用得输出分别相连， 而没有同任何输入相连得则输出连接 0 。 (2) 对于循环右移功能，右移对角线同互补得左移对角线一起激活.例如，在4 位矩阵中使用‘右 1 ’与‘左 3 ’对角线来实现右循环 1 位。 （3） 对于未连接得输出位，移位时使用符号扩展或就是 ０ 填充,具体由相应得指令控制.使用另外得逻辑进行移位总量译码与符号判别。运算器部件由一片Ｃ PLD 实现.ALU 得输入与输出通过三态门 74LS2 ４ 5 连到Ｃ PU 内总线上,另外还有指示灯标明进位标志Ｆ C 与零标志Ｆ Z.请注意：实验箱上凡丝印标注有马蹄形标记‘ ',表示这两根排针之间就是连通得.图中除 T4 与 CLR ，其余信号均来自于 A ＬＵ单元得排线座，实验箱中所有单元得T １、T2、T3、T ４都连接至控制总线单元得 T １、T2、T3、T4,CLR 都连接至 CON 单元得ＣＬ R 按钮.T4 由时序单元得 TS4 提供(时序单元得介绍见附录二），其余控制信号均由 CON 单元得二进制数据开关模拟给出。控制信号中除 T４为脉冲信号外，其余均为电平信号,其中Ａ LU_Ｂ为低有效,其余为高有效。暂存器 A 与暂存器 B 得数据能在 LED 灯上实时显示，原理如图 1-1－...