20111206_数据通路实验.docVIP

计算机组成原理实验试行开实验的通知 从本学期开始，计算机组成原理实验的综合性和设计性将进一步增强，为方便2009级学生实验，计算机学院中心实验室将对组成原理实验试行开放实验模式，其中数据通路实验开放时间定为2011年12月12日----12月17日(第十五周 ) 下午2:00（或4：00）--- 晚上10点，(周六全天)。2009级计算机科学与技术专业各班级学生可安排自己的实验时间(以四学时为一个实验单位)。为保证实验的顺利进行，请大家注意以下事项： 1)请各班长或学习委员之间协调实验时间,避免冲突。咨询实验安排可与实验室王小兰老师联系，电话2)为保证实验效果,实验前要做好相关理论知识的复习和实验方案的设计、芯片的选择、验证数据的设计等工作。存储器实验的具体要求见附件。 3) 实验时请带实验指导书,以便进一步了解实验原理和相关芯片的数据手册. 4）请大家遵守实验室规章制度，不要随意搬动实验台，不要随意拔其他实验台上的芯片，影响下组学生的实验。 5）请大家来做实验时，按照上课正常时间，上午8：00，下午2：00，晚上6：30之前，迟到半小时就不允许做实验。 实验五 数据通路实验 一、实验目的 1、由运算器实验与存储器实验原理的基础上，掌握组成计算机的数据通路，熟悉地址和数据在道路上的传输。 2、要求运算结果能够回写到存储器里存储并读出显示。 3、了解怎样将运算器和存储器两个模块连接起来。 4、地址设计为4位，数据设计为8位。 5、能够对运算的结果进行一位或多位移位处理，并再次参加运算。 二．实验设备及器件 JZYL—Ⅱ型计算机组成原理教学实验仪一台； 芯片 ：74LSl81：运算器芯片 2片 74LS373：八D锁存器 3~4片 74LS244：数据开关 2片 74LSl61： 同步4位计数器 1片 6116存储器或2114存储器 1~2片 三、实验任务 自己设计一个电路和利用实验参考电路进行实验，实验要求先将多个运算数据事先存入存储器中，再由地址选中，选择不同的运算指令，进行运算，并将结果显示，还可以进行连续运算和移位，最后将最终结果回写入存储器中。 复习前两个实验电路中各个信号的含义和作用，重点是运算与存储器之间的数据通路。 要求完成如下任务 1、）能够存储参加运算的5---10个数据； 2、）能够按老师给定的指令进行运算： 如连续运算 [（A加B）减C同或2] ； 3、）能够对运算的结果进行一次或多次移位处理，并作为操作数再次参加运算； 4、）能够将最终结果进行回存处理。 四．实验电路 1.自己设计电路：可以自由设计，位数任意。 2.给出的参考电路：(按8位设计)数据通路参考电路分别如图3.13和3.15所示。 五．实验要求及步骤 1、实验前的准备 1)复习有关运算器和存储器的内容：复习《计算机组成原理》中有关数据通路的章节内容。对数据通路的构成、数据在数据通路中的流动及控制方法有基本的了解。 2)熟悉电路中各部分的关系及信号间的逻辑关系 3)参考芯片手册，自己设计实验电路，画出芯片间管脚的连线图，标上引脚号，节省实验的时间。 4)对所设计的电路进行检查，重点是检查能否控制数据在电路中不同部件之间的传输。 2、实验步骤 实验可按照自己设计的电路或参考电路按照搭积木的方式进行。先完成运算器的数据通路部分，在运算器部分能够正确完成各类运算的基础上，再增加存储器通路，并能通过带三态控制的数据开关，存入要用的初始数据。最终的结果能够在指示灯上显示，并再回写入存储器中。再通过地址计数器，选择结果地址输出。 3、实验报告要求 1) 实验目的； 2) 各模块的设计电路和系统的整体电路,多设计进行详细的分析与说明 ； 3) 实验结果的记录与分析：给出某个地址对应的数据及结果(列表显示)； 4) 画出实验电路，并标上引脚号； 5) 列出操作步骤及顺序；标出重要的开关控制端； 6) 实验收获和体会； 7) 实验中碰到的问题和解决的方法。 关于实验的几点说明： 1)图3.13所示电路中，由于395寄存器接在74181的B操作数上，故不能做连续运算 [（A加B）减C乘2] ，只有累加器AC接在74181芯片的A操作数上，才能进行累加运算。 2)对计算机组成原理CPU的设计，数据通路设计是否合理将直接影响到整个系统的设计以及微指令的设计，为便于课程设计中整机系统的设计，同时也便于指令和微指令的设计，给出了两套“数据通路”参考方案，分别如图3.13和图3.15所示。请同学们自己比较分析图3.13和3.15所示两套数据通路方案的特点。 思考题： 请说明这两套数据通路实验参考电路的优点和缺点，以及应该如何进行改进？或说明自己设计的电路的特点？ 图3.13