計算機組成原理實驗說明

試驗一運算器組成試驗一、試驗目的生疏雙端口通用存放器堆〔組〕的讀寫操作。生疏簡潔運算器的數(shù)據(jù)傳送通路。驗證運算器74LS181的算術(shù)規(guī)律功能。按給定數(shù)據(jù)，完成指定的算術(shù)、規(guī)律運算。二、試驗原理RF由一個ispLSI1016實現(xiàn)，功能上相當于四個8位通用存放器，用于保存RFRS0B〔右端口〕RD0用于選取從A端口〔左端口〕讀出的通用存放器。而WR1、WR0用于選擇寫入的LDRiLDRi=1DBUSRFABDR1、DR2RFBDBUS上，因而RFBDBUSDR1DR2174LS273DR1接ALUALU74LS181，ALU過一個三態(tài)門(74LS244DBUS圖中尾巴上帶粗短線標記的信號都是把握信號，其中S3，S2，Sl，S0，M，Cn#，LDDR2，LDDRlALU-BUS#，SW-BUS#、LDRi、RS1、RS0、RD1、RD0、WR1、已連接到試驗臺的時序電路上。#為低電平有效。K0—K151，0，每個開關(guān)無固定用途，可依據(jù)試驗具體狀況選用。Tl，T2，T3，T4DPl，DB0，QDTl、T2、T3、T4三、試驗任務(wù)DP=1,DB=0,編程開關(guān)撥到正常位置.數(shù)據(jù)通路WR0WR1RS0RS1SW_BUS#RS_BUS#LDRi電平開關(guān)K0K1K2K3K4K5K6用開關(guān)SW7-SW0向通用存放器堆RF內(nèi)的R0-R334H、21H、52H、認真細致完成試驗，填寫試驗一表1、試驗一表2。寫出試驗報告，分析試驗結(jié)果并簡述心得體會。試驗二雙端口存儲器原理試驗了解雙端口靜態(tài)隨機存儲器IDT7132的工作特性及使用方法。了解半導體存儲器怎樣存儲和讀出數(shù)據(jù)。了解雙端口存儲器怎樣并行讀寫，并分析沖突產(chǎn)生的狀況。二、試驗原理讀操作；當LR/W#為低時，左端口進展寫操作。當OER#為低時，將左端口讀出的DBUSOER#為高時，制止左端口讀出的數(shù)據(jù)放到數(shù)據(jù)總DBUSCER#、RR/W#、OER#CEL#、LR/W#、CEL#=0LR/W#=lDBUSOEL#RAM_BUS#)。有兩點需要說明：〔1〕右端口讀出的數(shù)據(jù)〔更精準的說法是指令〕放到指〔OER#固定接高電平〕。ARPC2和寫入數(shù)據(jù)都由試驗臺操作板上的二進制開關(guān)分時給出。T21。LDAR#AR+1DBUS三、試驗任務(wù)源。編程開關(guān)撥到正常位置；置DP=1,DB=0；AR+1和PC+1兩個信號接地。數(shù)據(jù)通路LDAR#LDPC#CEL#LR/W#RAM_BUS#CER#SW_BUS#電平開關(guān)K0K1K2K3K4K5K600H，將其他作為存儲器地RAM10H、20H、30H、40H10H、20H、30H、40H。將CEL#、CER#同時置為0，使存儲器的左右端口同時被選中。當AR和PC的0)時，不愿定發(fā)生沖突，但發(fā)生沖突時，BUSYL#/BUSYR#必定亮。四、試驗要求IDT71322、3、4，123。試驗雙端口存儲器的并行讀寫和訪問沖突，并分析原理。寫出試驗報告，分析試驗結(jié)果并簡述心得體會。試驗三數(shù)據(jù)通路組成試驗〔選作〕一、試驗目的進一步生疏計算機的數(shù)據(jù)通路將雙端口通用存放器堆和雙端口存儲器模塊連接，構(gòu)成的數(shù)據(jù)通路把握數(shù)字規(guī)律電路中的一般規(guī)律，以及排解故障的一般原則和方法并排解故障二、試驗原理由于雙端口存儲器RAMDBUSDBUSRAM三、試驗任務(wù)將試驗電路與把握臺的有關(guān)信號進展連接。數(shù)據(jù)通路 RS0 RS1模擬開關(guān) K0 K1RS_BUS#SW_BUS#RD0K2ALU_BUS#RD1K3RAM_BUS#WR0K4LR/W#WR1K5LDRiK6CEL#LDDR1K7LDAR#模擬開關(guān)K8K9K10K11K12K13K14數(shù)據(jù)通路AR+1CER#Cn#MS0S1S2S3模擬開關(guān)地VCCVCC地地地地地用8位數(shù)據(jù)開關(guān)SW7-SW0向RF中的四個通用存放器分別置入以下數(shù)據(jù)：R0=OFH，R1=0F0H，R2=55H，R3=0AAH。器中。用同樣的方法，依次將R1、R2、R3RAM0F0H、55H、0AAHR2，0FHR3。然后將R0-R3并記錄數(shù)據(jù)。校驗結(jié)果。四、試驗要求做好試驗預習和預備工作，把握試驗電路的數(shù)據(jù)通路特點和通用存放器堆的功能特性。試驗四常規(guī)型微程序把握器組成試驗一、試驗目的把握時序發(fā)生器的組成原理把握微程序把握器的組成原理二、試驗原理時序發(fā)生器TEC-5500K晶振、WGAL22VlOGAL22VlOMFCLR#=0，都會使時序發(fā)生器和微程序把握器復位(回到初始狀態(tài))，T4、W3000000B。建議每次試驗儀CLRCLR#按鈕，試驗臺印制板上已連CLR#到時序電路的連線。TJ(Tl—T4、Wl—W3，T4。留意區(qū)分在試驗TJTJQD(啟動)是來QDGAL22VlOQDMFQDlQD2。ACTQD1QD1&！QD2，2μS。QDRODP(DP開關(guān)信號，當DP=lQD，只發(fā)送一可以觀看微指令代碼和當前微指令的執(zhí)行結(jié)果。Wl—W3是節(jié)拍信號，硬聯(lián)線把握器執(zhí)行一條機器指令需要一組Wl—W3信號。DB(單步)WWSKIPW數(shù)據(jù)通路合前面各試驗模塊。微指令格式依據(jù)給定的83193對應微指令格式，微程序把握器的組成如以以下圖：13(A12-A0)，試驗中只用到A5-A0，所以A12-A6648D74LS174端。兩級與，或門構(gòu)成微地址轉(zhuǎn)移規(guī)律，用于產(chǎn)生下一微指令地址。(8〔IR7-IR4〕是操作碼，供給應微程序把握4式轉(zhuǎn)換成二進制代碼，然后寫入控存中。把握臺指令和機器指令微指令代碼表如下：程序執(zhí)行，還設(shè)計了以下五個把握臺操作微程序：〔DP=0，DB=0〕啟動程序(PR)：按下復位按鈕CLR#后，置SWC=O，SWB=O，SWA=0，用數(shù)據(jù)開SW7—SWOQD寫存儲器(WRMCLR#后，微地址存放器狀態(tài)為全零。此時置SWC=O，SWB=0，SWA=1。①在SW7-SW0QDARSW7-SW0QDAR的連續(xù)進展手動寫入。讀存儲器(RRMCLR#SWC=O，SWB=1，SWA=0。①在QD、WR0CLR#為止。存放器讀操作(RRFCLR#SWC=l，SWB=O，SWA=O。①SW7-SW0QDARPC數(shù)器。②在SW3、SW2置好存放器選擇信號RS1、RS0，按QD啟動按鈕，通過雙RS1、RS0〔SW3、SW2〕IR3、2CLR#為止。三、試驗任務(wù)K0-K15，時鐘信號源和微程序把握器。連接完成后應認真檢查一遍，然后才可以加上電源。把握器把握器CK0IR4K1IR5K2IR6K3IR7K4。TJTJ,不是把握器中的TJTJ令信號與執(zhí)行部件(數(shù)據(jù)通路)的連線不連接。進制代碼，并列表登記。此表請在預習時完成。SWC、SWB、SWAP0(DP)示，跟蹤微指令的執(zhí)行狀況，并與上表數(shù)據(jù)比照。0FHP1OUT特別是微地址轉(zhuǎn)移的實現(xiàn)，并與上面表格進展比照。試驗五CPU一、試驗目的將微程序把握器同執(zhí)行部件(整個數(shù)據(jù)通路)聯(lián)機，組成一臺模型計算機用微程序把握器把握模型計算機的數(shù)據(jù)通路系，結(jié)實建立計算機的整機觀念二、試驗原理本次試驗用到前面四個試驗中的全部電路，包括運算器、存儲器、通用存放一個試驗。在前面的試驗中，試驗者本身作為“把握器”，完成數(shù)據(jù)通路的把握。而在即一條機器指令對應一個微程序。三、試驗任務(wù)1，此項任務(wù)請在預習時完成。ADDR1，R0JCR3STAR1，[R2]把握器、時序部件和數(shù)據(jù)通路之間的連接把握器、時序部件和數(shù)據(jù)通路之間的連接QD,DP,DB,CLR#TJT1~T4T1~T4SW_BUS#,LDDR1,CEL#......接線表：把握器LDIRPC+1LDPC#AR+1LADR#LDDR1LDDR2LDRi數(shù)據(jù)通路LDIRPC+1LDPC#AR+1LADR#LDDR1LDDR2LDRi把握器SW_BUS#Rs_BUS#ALU_BUS#RAM_BUS#CER#CEL#數(shù)據(jù)通路SW_BUS#Rs_BUS#ALU_BUS#RAM_BUS#CER#CEL#把握器LR/W#Cn#MS0S1S2S3數(shù)據(jù)通路LR/W#Cn#MS0S1S2S3把握器CIR7IR6IR5IR4數(shù)據(jù)通路CIR7IR6IR5IR4數(shù)據(jù)通路IR3IR2IR1IR0IR1IR0數(shù)據(jù)通路RS1RS0RD1RD0WR1WR0再把把握器的TJ連接聯(lián)接時序電路的TJ，一共接線33條。用單拍(DP)方式執(zhí)行一遍程序，記錄最終得到的四個存放器的數(shù)據(jù)，以及由顯示，以跟蹤程序執(zhí)行的具體過程(可觀看到每一條微指令的執(zhí)行過程)。用連續(xù)方式再執(zhí)行程序。這種狀況相當于計算機正常的工作。程序執(zhí)行到STP指令后自動停機。讀出存放器中的運算結(jié)果，與理論值比較。四、試驗要求務(wù)必做好試驗預習。依據(jù)試驗任務(wù)所提要求，試驗進展前先列好必要的表格、11。WRFRRFWRM、讀存儲器RRM4、52、3。寫出試驗報告，分析試驗結(jié)果并簡述心得體會。數(shù)據(jù)通路信號與電平信號開關(guān)的連接序號SW7-SW0WR0WR1RS0RS1SW_BUS#K4RS_BUS#K5LDRiQD功能K0K1K2K3K6134H00××數(shù)據(jù)通路信號與電平信號開關(guān)的連接序號SW7-SW0WR0WR1RS0RS1SW_BUS#K4RS_BUS#K5LDRiQD功能K0K1K2K3K6134H00××011√34H→R0(R0=34H)234RF的內(nèi)容〔R0-R3〕5×××00100×DBUSR0=6782R0DR20AAHR1DR155H，驗證運算器的算術(shù)運算和規(guī)律運算功能〔DP=1，DB=0〕R00AAHR155H數(shù)據(jù)通路信號與電平信號開關(guān)的連接數(shù)據(jù)通路信號與電平信號開關(guān)的連接序號SW7-SW0WR0WR1SW_BUS#ALU_BUS#LDRiQD功能12R0DR2R1DR1數(shù)據(jù)通路信號與電平信號開關(guān)的連接數(shù)據(jù)通路信號與電平信號開關(guān)的連接序號RD0RD1RS0RS1LDR1LDR2LDRiQD功能1驗證運算器的算術(shù)運算和規(guī)律運算功能工作方式輸入選擇規(guī)律運算〔M=H，Cn#=1〕算術(shù)運算〔M=L，Cn#=1〕規(guī)律運算：LDRi=1、LDR1=0、LDR2=0、ALU_BUS#=0、SW_BUS#=1算術(shù)運算：LDRi=1、工作方式輸入選擇規(guī)律運算〔M=H，Cn#=1〕算術(shù)運算〔M=L，Cn#=1〕S3S2S1S0運算類型運算結(jié)果進位C運算類型運算結(jié)果進位C0000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111數(shù)據(jù)通路信號與電平信號開關(guān)的連接100H、10H、20H、30H40H00H、10H、20H、30H40H〔DP=1，DB=0〕數(shù)據(jù)通路信號與電平信號開關(guān)的連接序SW7-LDAR#LDPC#CEL#LR/W#RAM_CER#SW_QD功能號SW0BUS#BUS#100H→AR200H→(00H)345678910數(shù)據(jù)通路信號與電平信號開關(guān)的連接25個數(shù)據(jù)讀出數(shù)據(jù)通路信號與電平信號開關(guān)的連接序SW7-LDAR#LDPC#CEL#LR/W#RAM_CER#SW_QD功能號SW0BUS#BUS#100H→AR2DBUS=00H345678910數(shù)據(jù)通路信號與電平信號開關(guān)的連接35個數(shù)據(jù)讀出數(shù)據(jù)通路信號與電平信號開關(guān)的連接序SW7-LDAR#LDPC#CEL#LR/W#RAM_CER#SW_QD功能號SW0BUS#BUS#100H→PC2IBUS=00H345678910數(shù)據(jù)通路信號與電平信號開關(guān)的連接序號SWRS_SW_ALU_RAM_RS0RS1RD0RD1WR0WR1LDRiLDDR1LR/W#CEL#LDAR#QD功能BUS#BUS#BUS#數(shù)據(jù)通路信號與電平信號開關(guān)的連接序號SWRS_SW_ALU_RAM_RS0RS1RD0RD1WR0WR1LDRiLDDR1LR/W#CEL#LDAR#QD功能BUS#BUS#BUS#BUS#10FH→R02345驗證數(shù)據(jù)是否寫入RF中〔可在數(shù)據(jù)總線DBUS上顯示〕R0=6R1=7R2=8R3=2R0、R1、R2、R3ALURAM0FH、F0H、55H、AAH地址單元數(shù)據(jù)通路信號與電平信號開關(guān)的連接序SW號

RS0 RS1 RD0 RD1 WR0 WR1 LDRi LDDR1

RS_

SW_ ALU_ RAM_

LR/W# CEL# LDAR#

QD 功能BUS# BUS# BUS# BUS#0FH→AR0FH→DBUS3 0FH→(0FH)4567891011123AAH、55H、F0H、0FHR0、R1、R2、R3并驗證結(jié)果數(shù)據(jù)通路信號與電平信號開關(guān)的連接序SW號

RS0 RS1 RD0 RD1 WR0 WR1 LDRi LDDR1

RS_

SW_ ALU_ RAM_

LR/W# CEL# LDAR#

QD 功能BUS# BUS# BUS# BUS#1AAH→AR2(AAH)→R0345678驗證從存儲器送入存放器的數(shù)據(jù)9R0=10R1=11R2=12R3=試驗四表1：依據(jù)微指令格式的定義，將微程序流程圖中的全部微指令變成二進制代碼，填入控存代碼表〔請在預習時完成〕微地址CM3CM2CM1CM0微地址 CM3 CM2 CM1 CM00000000048100111021203130414051506160717081809190A1A0B1B0C1C0D1D0E1E0F1F2：把握臺操作命令微指令〔DP=1，DB=0TJ、SKIPGND〕操作名稱SWCSWBSWA寫存儲器WRMSWCSWBSWA0 0 1

CLR# QD√√

微指令地址μA5-μA000H

微指令代碼CM3CM2CM1CM000 00 00 48

功能復位，讀操作臺命令讀存儲器RRMSWCSWBSWA寫存放器WRFSWCSWBSWA讀存放器RRFSWCSWBSWA啟動程序PRSWCSWBSWA3：機器指令微指令〔DP=1，DB=0，SWC=0，SWB=0，SWA=0TJ、SKIPGND〕SUBIR7 IR6 IR5 IR4ANDIR7 IR6 IR5 IR4STAIR7 IR6 IR5 IR4

微指令地址IR7機器指令I(lǐng)R6 IR5IR7機器指令I(lǐng)R6 IR5IR4CLR#√IR7ADDIR6 IR5IR400 00μA5-μA000H√

微指令代碼CM3CM2CM1CM000 00 00 48

功能復位，讀操作臺命令續(xù)上表機器指令I(lǐng)R7 IR6 IR5 IR4

CLR# QD

微指令地址μA5-μA0

微指令代碼功能CM3CM2CM1CM0LDAIR7 IR6 IR5 IR4JCIR7 IR6 IR5 IR4STPIR7 IR6 IR5 IR4OUTIR7 IR6 IR5 IR4內(nèi)存地址機器指令指令功能機器代碼〔二進制表示〕機器代碼〔十六進制〕00HADD內(nèi)存地址機器指令指令功能機器代碼〔二進制表示〕機器代碼〔十六進制〕00HADDR1，R001HJCR302H03HLDAR2，[R2]04HANDR2，R005H06HOUTR207HSTP試驗五表2：運用把握臺命令將程序代碼存入內(nèi)存，將程序運行時用到的數(shù)據(jù)存入存放器，單步及連續(xù)執(zhí)行?！?〕R0=35H，R1=43H，R2=10H，R3=07H，并驗證是否正確〔DP=0，DB=0，SWC=0，SWB=1，SWA=1〕序號SW7SW6SW5SW4SW3SW2SW1SW0QD功能111111111√用不常用的地址〔如FF〕寫入AR、PC2指定存放器號R0，寫入指令存放器IR3第一個數(shù)值寫入IR指定的R0存放器456789RRF，驗證寫入通用存放器的數(shù)據(jù)是否正確〔DP=0，DB=0，SWC=1，SWB=0，SWA=0〕功能10H55H，并驗證數(shù)據(jù)是否正確〔DP=0，DB=0，SWC=0，SWB=0，SWA=1〕功能序號SW7SW6SW5SW4SW3SW2SW1SW0QD1234567891011RRMRAM〔DP=0，DB=0，SWC=0，SWB=1，SWA=0〕μA5-μA0IRCR0R1R2R310HRAM〔DP=1，DB=0，SWC=0μA5-μA0IRCR0R1R2R310H序號機器指令指令功能QDARPC1ADDR1，R02JCR33STAR1，[R2]4LDAR2，[R2]5ANDR2，R06SUBR2，R37OUTR28STPR0-R3、10H單元的結(jié)果。R1、R2〔1