計算機組成原理實驗

1、計算機組成原理實驗報告實驗六Logisim實現單周期CPU專業(yè)：計算機科學與技術師姓名：主佳學號：1131000016指導教師：王顯完成日期：2015.6.15實驗目的1、掌握硬布線控制器的設計思想及工作原理2、理解數據通路的搭建過程、控制信號的生成過程培養(yǎng)熟練應用相關軟件實現系統設計的能力實驗容設計一款支持add,addi,and,beq,j,lw,sw,7指令的基于MIPS的32位CPU:.存放器文件包括32個32位的存放器.指令存儲器空間256X32;數據存儲空間256X32實驗過程Step1確定數據通路控制信號：RegDst:控制RF寫存放器編號，0:rd1:rt;RegWrite控制

2、RF寫使能；0:不能寫，1:可以寫；ALUSrc:控制ALU的B輸入，0：來自RF的rd21：來自符號位擴展后的立即數ALUControl：控制ALU功能MemtoReg控制RF寫入數據；0:ALU運算結果；1:數據NPCControl:控制Npc邏輯00:PC+4;10:BEQ指令；01:J指令MemWrite：控制Dm寫使能；0：不能寫；1：可以寫MemWrite：控制DM寫使能；0不能寫，1可以寫I1I叩rw口2DStep2確定控制信號及器件設計原擴展元件新擴展元件EP擴展：可以實現0擴展以及符號擴展。我是通過多路選擇器連接了一個輸入端進展選擇，解決了原有了擴展不能實現符號的弊端。通過數

3、據總線將高16位置0。薩曹P 0 心口 t-ttt tCh-E* tNPC:通過 NPCControlp” pg甲 PT口”。呼。和ALU計算結果的零標志來選擇下一條指令的地址。a=-RF存放器堆：獲取指令后，通過譯碼器和控制信號控制選擇將數據存入哪個存放器，用數據選擇器控制用哪個存放器輸出數據瓦&阱&DM數據存儲器：上端時鐘輸入是指令地址，運行哪一條指令。下端為輸入值，由輸出端顯示結果。將最上端寫使能信號置1便可進展輸入，可通過最下端clr清零，clk時鐘信號控制指令的運行。HdH我工枷宏.(wMimmIM|p。IDm。hdoioxa。DACUIM指令存儲器：指令連接到別離器，再根據各個輸出

4、所需的位數用別離器連接構成各個輸出PC程序計數器：時鐘端連線時鐘，清零直接連接計數的清零端，計數器的輸出端連接輸出弓I腳，輸入端連接計數器加載端。原控制器新設計的控制器控制器：OP六位，func六位，OP用總線元件分出六個線路，每條線分成0和1兩條，根據每條指令的MIPS常用指令表。Add和sub通過最上邊的線連接一個與OP的與門，設置了OP的六位，后六位線根據自身數值與func相連接。其他指令同理，要實現實驗5的運行程序不需要sub指令，但sub指令為要求掌握的根本六條指令之一所以參加了其中addsuboriloadstorebeqPc_select000001RegDst1100 xxRe

5、gWr111100Extopxx011xAluSrc001110AluCtraddsuboraddaddsubMemWr000010MemtoReg0001xx30000?004 1j ：iaC* OGOO OO Co oaoo oo c0 OOOO OO 0o oooo oe 40 QQQQ QQ Of*0 0 0 0 0 o o c QDQQ 0。B OOOO OO CALU算術邏輯單元：用于計算數據和J指令的地址。兩個32位輸入單元，通過多路復用器的選擇決定是加，減，或操作，結果0可以測試相等性。Aluc為00實行加操作，01減操作，10或操作。輸出結果通過比擬起與0進展比擬，假設為0,z輸出為1否那么為00輸出端顯示結果。四、實驗結果實現實驗五的等差數列求和口早國|I -I T” iTiTllippo五、實驗心得這次單周期CPU的設計實驗是對我們這段時間計算機組成原理課的一個檢驗，從課上講的各種原件到各個控制信號。實驗指導書上只有一個最后的電路設計，中間的原件設計都需要自己獨立完成。通過跟同學探討，看指導書學習弄懂了許多的不懂之處，也對自己