杭電計算機組成原理多功能ALU設(shè)計試驗

杭州電子科技大學(xué)計算機學(xué)院實驗報告課程名稱：計算機組成原理實驗項目：多功能ALU設(shè)計實驗指導(dǎo)教師： 實驗位置： 姓名： 班級： 學(xué)號： 日期：2015年4月29日實驗?zāi)康膶W(xué)習(xí)多功能ALU的工作原理，掌握運算器的設(shè)計方法。掌握運用VerilogHDL進行行為描述與建模的技巧和方法。實驗環(huán)境XilinxISEDesignSuite13.4實驗內(nèi)容（算法、程序、步驟和方法）創(chuàng)建工程，編寫ALU模塊代碼。編寫對A、B數(shù)據(jù)進行選擇的模塊代碼。編寫選擇輸出數(shù)據(jù)模塊代碼。設(shè)置頂層文件，并將三個模塊代碼導(dǎo)入。設(shè)置輸入信號，進行軟件仿真并記錄仿真波形。（6）生成BIT文件并下載入FPGA中，進行硬件測試。（7） 記錄測試結(jié)果。

(1)ALU模塊代碼，利用三八譯碼器，將我們將要操作的對象，進行分別的處理。moduleALU_TOP(A,B,F,ZF,OF,ALU_OP);input[31:0]A,B;input[2:0]ALU_OP;outputZF,OF;output[31:0]F;reg[31:0]F;regZF,OF;reg[5:0]i;regC;reg[32:0]CF;（接上）實驗內(nèi)容（算法、程

序、

步驟

和方

法）always（接上）實驗內(nèi)容（算法、程

序、

步驟

和方

法）case(ALU_OP)3'b000:beginCF=A&B;end3'b001:beginCF=A|B;end3'b010:beginCF二A八B;end3'b011:beginCF=A^B;end3'b100:beginCF=A+B;end3'b101:beginCF=A-B;end3'b110:beginCF=(A<B);end3'b111:beginCF=B<<A;endendcaseF[31:0]=CF[31:0];C=CF[32];ZF=0;for(i=0;i<32;i=i+1)ZF=ZF|F[i];ZF=~ZF;OF=A[31「B[31「F[31「C;endendmodule輸入數(shù)據(jù)選擇模塊代碼,根據(jù)實驗指導(dǎo)書上的對于32位數(shù)據(jù)的處理方式。moduleChoice(AB_SW,A,B);input[2:0]AB_SW;output[31:0]A,B;reg[31:0]A,B;wire[2:0]AB_SW;always@(*)begincase(AB_SW)3'b000:beginA=32'h0000_0000;B=32'h0000_0000;end3'b001:beginA=32'h0000_0003;B=32'h0000_0607;end3'b010:beginA=32'h8000_0000;B=32'h8000_0000;end3'b011:beginA=32'h7FFF_FFFF;B=32'h7FFF_FFFF;end3'b100:beginA=32'hFFFF_FFFF;B=32'hFFFF_FFFF;end3'b101:beginA=32'h8000_0000;B=32'hFFFF_FFFF;end3'b110:beginA=32'hFFFF_FFFF;B=32'h8000_0000;end3'b111:beginA=32'h1234_5678;B=32'h3333_2222;enddefault:beginA=32'h9ABC_DEF0;B=32'h1111_2222;endendcaseendendmodule輸出數(shù)據(jù)選擇模塊代碼，根據(jù)實驗指導(dǎo)書上的對于32位數(shù)據(jù)的處理方式。moduleCLED(F_LED_SW,LED,F,ZF,OF);input[31:0]F;inputZF,OF;input[2:0]F_LED_SW;output[7:0]LED;reg[7:0]LED;wire[31:0]F;wire[2:0]F_LED_SW;wireZF,OF;always@(*)begincase(FLEDSW)

3'b000:LED=F[7:0];3'b001:LED=F[15:8];3'b010:LED=F[23:16];3'b011:LED=F[31:24];default:beginLED[7]=ZF;LED[0]=OF;LED[6:1]=6'b0;endendcaseendendmodule頂層設(shè)計模塊代碼：moduleALU(AB_SW,ALU_OP,F_LED_SW,LED);input[2:0]AB_SW,ALU_OP,F_LED_SW;output[7:0]LED;wire[2:0]AB_SW,ALU_OP,F_LED_SW;wire[31:0]A,B,F;wireZF,OF;wire[7:0]LED;ChoiceC1(AB_SW,A,B);ALU_TOPA1(A,B,F,ZF,OF,ALU_OP);CLEDC2(F_LED_SW,LED,F,ZF,OF);endmodule仿真波形:數(shù)據(jù)

記錄

和計

^算■口數(shù)據(jù)

記錄

和計

^算■口nx11。―1—1—題ns????????4dJnsiiii????印Jl￡Illi 11 11 1*m劃?中E[ii：og卜*AUU.OP：2S]u嶂F[31:OJ呼型nDoaaaaaaacI口口口口口口口口口口匚]卜"JODCiooooaaDH1■ 1' 004KHJQ第 >CKMKMMXKMXMXKKOMXWOOOmoaoooQ-I, —OTOOOMCOOC嘿KiMC娘XWODOfflOWOOO s.|Name|Value中,甲,"卜yApia]aoaosoDoodE二OINXNNNXMOOOOOOCH1?7日a->RflAlU_OP[Jfl]?*qsifl]地口f3小aoaooaDODdE001OOOOOdDOOOC00白41000(loaoooiil 砌 J0100000111 |Nams |Value1i口口口口口口口口口口|Nams |Value1i口口口口口口口口口口kb[h：d：laDonoDaaaD卜7ALU_QP[2即0IDF*FP1：O：白白口0口白口口口白口3O0/在r-|NmEe|晌lu@I*?41即1匚同口二口力口力口力口?V明M明11111111111..ALU_OP[1-Oq1Q1134F[n；0]1loaoaoDODOcI班OF口■"a