• [转]华中科技大学 计算机组成原理 上机实验2 2018


    notice : 这篇文章仅仅具有上机实验的参考作用,并且需要配套的文件

    Logisim学习 ➕

    隧道 ➕

    相当于局部变量

    复用器-Bit-Selector➕

    把(West edge)输入数据从最低位开始,平均分成n组,n由输出位宽决定;

    另一个输入(South egde)决定选择第i组数据

    用到的组件总结 ➕

    Wiring→Bit Extender,Constant,Tunnel,Probe

    Gates→…

    Plexers→Multiplexer,Decoder,Bit Selector

    Arithmetic→Adder/Substractor*,Multiplier,Divider,Comparator,Shifter

    Anchor

    构建 32 位运算器。利用封装好的 32 位加法器以及 logisim 平台中现有运算部件(禁用系统自带的加法器,减法器)构建一个32 位运算器,可支持算术加、减、乘、除,逻辑与、或、非、异或运算、逻辑左移、逻辑右移,算术右移运算,支持常用程序状态标志(有符号溢出OF、无符号溢出 CF,结果相等 Equal),运算器功能以及输入输出引脚见下表,在主电路中详细测试自己封装的运算器,在报告中分析该运算器的优缺点。

    8位串行可控加法器 ➕

    见课本P69,不同之处就是这里有cin

    eg. X + YSub=0时,Cin 就是进位
    Sub=1时

    ,Cin=0 时, Sub xor Cin = 1,表示对Y的补码运算

    ,Cin=1 时,Sub xor Cin = 0,Cin表示借位,因此Y-1,与补码的+1抵消

    CLA74182先行进位电路 ➕

    串行进位加法器一级一级的进位延迟大,

    所以可以想办法提前得到当前位的进位输入

    以4位为例,设二进制加法器第i位输入为xi,yi,输出为si,进位输入是ci,进位输出Ci+1

    递归的展开有

    这里可以发现各级的进位与其他进位无关

    G*,P*再按 "文件" 所给提示连接即可

    G*,P*作用 ➕

    到下面会提到

    CLA..作用 ➕

    部分1:由以上产生的Gi,Pi,输入到CLA,G*,P*

    部分2:由Gi,Pi,C0能产快速生各个位的进位

    4位快速加法器 ➕

    这个比较简单,如果画好了CLA74182,G*,P*作用仍不明

    notice

    上面GP index从1开始

    作用 ➕

    输入Xi,Yi,C0

    由以上产生Gi,Pi,输入到CLA,能产快速生各个位的进位和

    得到Si,Ci,G*,P*

    输出(需要的)(高亮最后的输出)

    各结果的产生次序

    Xi,Yi,C0

    0

    Gi,Pi(Xi,Yi)

    1

    G*P*(Gi,Pi),Ci(Gi,Pi,C0)

    2

    Si(Ci,Xi,Yi)

    3

    notice ➕

    这里用了隧道G1,G2,…

    16位快速加法器 ➕

    成组进位 ➕

    而只把xi,yi丢向4位快速加法器,就能得到G*,P*,输入CLA74182,得到各个进位,再输回4位快速加法器,得到Si

    输出(需要的)(高亮最后的输出)

    各结果的产生次序

    Xi,Yi,C0

    0

    Gi*,Pi*

    1

    Ci(Gi*,Pi*,C0),GAll*,PAll*

    2

    Si(Ci,Xi,Yi)

    3

    32位快速加法器 ➕

    同16位加法器,只不过多了个溢出检测↓

    _溢出检测 ➕

    第一种 ➕

    相加两数X,Y符号相同,且与结果S的符号不同

    第二种 ➕

    最高数据位的进位与符号位的进位是否一致,不一致表示溢出

    例如 -111+(-110

    补码是1001 + 1010

    所以溢出了

    这里用第一种溢出检测即可;可以用复用器-Bit-Selector分离出符号位(比Splitter简单)

    ALU ➕

    equal&&op=1011➕

    logisim运算器→比较器

    Signed OverFlow ➕

    只需要处理有符号加减的

    Unsigned Overflow ➕

    加法和小于加数,减法差大于被减数

    特别的:加法:无符号加法,溢出即是进位,32位加法器的一个输出cout就是此变量

    alu operation ➕

    logisim→复用器→数据选择器multiplexer

    0

    自带移位器

    1

    自带移位器

    2

    自带移位器

    3

    自带乘法器

    4

    自带除法器

    5

    32位加法器

    6

    32位加法器

    7

    自带逻辑门

    8

    自带逻辑门

    9

    自带逻辑门

    10

    自带逻辑门

    11

    具体电路不再给出

    其他 ➕

    ^运算器测试电路 ➕

    把☆ALU 从左侧的栏目中拖到运算器测试电路上,完成运算器测试电路

    ---------------------
    作者: migeater
    来源:CNBLOGS
    原文:https://www.cnblogs.com/migeater/p/9102195.html
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