串行信號發(fā)生器設(shè)計 (2)課件

有符號數(shù)的＋、－運算寄存器堆的設(shè)計自命題（序列檢測器設(shè)計）任務(wù)（二）設(shè)計一個簡單ALU單元。要求：1.輸入按鍵0—9（或用10個開關(guān)代替數(shù)字0—9）。2．用數(shù)碼管（或發(fā)光二極管）顯示結(jié)果數(shù)值。模塊接口信號名信號方向描述A[31:0]輸入ALU第一個數(shù)據(jù)輸入端B[31:0]輸入ALU第二個數(shù)據(jù)輸入端Ctrl[4:0]輸入ALU運算功能編碼C[31:0]輸出ALU運算結(jié)果

Zero輸出運算結(jié)果0標志

Overflow輸出運算結(jié)果溢出標志(只在進行有符號數(shù)運算才有意義)Compare輸出比較運算的結(jié)果

編號

功能名稱Ctrl編碼運算功能1無操作00000C=B2‘無符號加’運算00001C=A+B3‘有符號加’運算00010C=A+B4‘減’運算00011C=A-B5‘有符號減’運算00100C=A-B編號

功能名稱Ctrl編碼運算功能6‘與’運算00101C=A&B7‘或’運算00110C=A|B8‘或非’運算00111C=~(A|B)9‘異或’運算01000C=A^B10‘小于置位’運算01001C=(A＜B)?1:011‘有符號小于置位’運算01010C=(A＜B)?1:012小于001011Compare=(A＜0)?1:013小于等于001100Compare=(A≤0)?1:014大于001101Compare=(A＞0)?1:015大于等于001110Compare=(A≥0)?1:016等于01111Compare=(A＝B)?1:017不等10000Compare=(A≠B)?1:0功能定義開始C=A+BA、B都是正數(shù)？和的最高位＝1？置溢出標志和的最高位清零A、B都是負數(shù)？和的最高位＝0？置溢出標志和的最高位置1YYYYNNNN2．流程圖：moduleALU(A,B,C,ctl,zero,over,cmp);input[3:0]A,B;input[4:0]ctl;output[3:0]C;outputzero,over,cmp;reg[3:0]C;regcmp,over;assignzero=(C==4'b0000)?1:0;always@(ctlorAorB)case(ctl)5'd00:C=B;5'd01:C=A+B;5‘d02:C<=A+B;//有符號5'd03:C=A-B;5‘d04:C=A-B;//有符號5'd05:C=A&B;5'd06:C=A|B;5'd07:C=~(A|B);5'd08:C=A^B;5'd09:beginif(A<B)C=1;elseC=0;end5‘d10:beginif(A<B)C=1;elseC=0;end//有符號5'd11:beginif(A<0)cmp=1;elsecmp=0;end5'd12:beginif(A<=0)cmp=1;elsecmp=0;end5'd13:beginif(A>0)cmp=1;elsecmp=0;end5'd14:beginif(A>=0)cmp=1;elsecmp=0;end5'd15:beginif(A==B)cmp=1;elsecmp=0;end5'd16:beginif(A!=B)cmp=1;elsecmp=0;endendcaseendmodule5'd02:beginC<=A+B;if(!(A[3]^B[3])&&!A[3]) if(C[3])beginover<=1;C[3]<=0;end

elseover<=0;else

if(!(A[3]^B[3])&&A[3]) if(!C[3])beginover<=1;C[3]<=1;end

elseover<=0;

end//３．原程序：任務(wù)（二）設(shè)計寄存器堆。要求：完成對4個不同數(shù)據(jù)、不同地址的讀寫操作。模塊接口信號定義信號名信號方向描述Clk輸入MIPS-C處理器時鐘Reset輸入復(fù)位信號RS1[4:0]輸入讀寄存器文件時的第1個寄存器下標RS2[4:0]輸入讀寄存器文件時的第2個寄存器下標RD[4:0]輸入寫寄存器文件時的寄存器下標RegWrite輸入寄存器文件寫使能RData1[31:0]輸出

讀寄存器文件時的第1個寄存器的輸出RData2[31:0]輸出讀寄存器文件時的第2個寄存器的輸出WData[31:0]輸出?寄存器文件寫入數(shù)據(jù)功能定義編號功能名稱功能描述1讀寄存器RData1輸出RS1[4:0]所尋址的寄存器；RData2輸出RS2[4:0]所尋址的寄存器。2寫寄存器當時鐘上升沿到來時，并且RegWrite有效時，WData被寫入RD[4:0]所尋址的寄存器自命題（序列檢測器設(shè)計）clkxy序列檢測器設(shè)計一個學(xué)號序列檢測器，檢測學(xué)號的低6位構(gòu)成的8421碼序列。檢測器模塊模型：信號發(fā)生器說明：clk同步時鐘；x串行信號輸入；y序列檢測成功指示信號。串行信號發(fā)生器設(shè)計能接收掃描鍵盤的數(shù)字信息鍵盤信息可顯示在掃描顯示器上按輸入信息的最后四位BCD碼作為串行信號發(fā)生器的輸入數(shù)據(jù)，并作串行輸出設(shè)計過程鍵值輸入（JZin

）：八位鍵掃描信號（Jscan

）：一位，輸出顯示輸出（XSout

）：八位顯示掃描信號（XSscan

）：三位，輸出串行信號輸出（CXXH

）：一位工作時鐘（CLK）：一位，輸入串行同步時鐘（synCLK

）：一位，輸出第一步：確定引腳的位寬、名稱和輸入輸出極性。（依據(jù)：功能要求）8JZinJscan8XSout3XSscanCXXHCLKsynCLKCXXHFSQ設(shè)計過程第三步：模塊設(shè)計：時鐘模塊CLKsynCLKnJZCLKXSCLKCLKFPQ問題：各時鐘的頻率（速度）不知道？設(shè)計過程第三步：模塊設(shè)計：串行信號發(fā)生器模塊CXXHsynCLK43BCDinXCDZsynCLKnCXFSQ鍵盤硬件電路CBAY0Y7KB0KB1KB2RL0RL1RL2RL3RL4RL5RL6RL7實驗箱上提供的接口鍵值識別模塊流程開始Y置第一次標志存鍵值和掃描狀態(tài)N鍵值≠hff？Y清第一次標志轉(zhuǎn)換鍵值為BCD碼置鍵值有效標志第一次標志有效且掃描狀態(tài)相等？N清鍵值有效標志設(shè)計過程第三步：模塊設(shè)計：掃描顯示模塊XSoutXSscan83XSCLK4BCDinSMXSyxj引腳說明：CXXHsynCLK設(shè)計過程第三步（1）：掃描顯示模塊的再設(shè)計XSoutXSscan83XSCLK4BCDin4BCDoutXCDZ3SMXSXSmem顯存7段譯碼器XSout8多路選擇器43地址發(fā)生器XSCLKXSscanXCDZBCDoutBCDin？問題：多個地址訪問，存儲器的內(nèi)容會變嗎？顯示應(yīng)至少兩種模式