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实 验 报 告 实验人： 汪梦琼 学号： 日期： 2010.05.18 院（系）： 软件学院 专业（班级）： 数字媒体 实验题目： TEC-2实验计算机运算器实验 一．实验 了解和掌握Am2901运算器的组成结构和工作原理 认识和掌握TEC-2机运算器的组成和工作原理 了解和掌握TEC-2机运算器相关控制信号偶的含义和使用方法 了解和掌握运算器的进位时间的测试方法，及进一步掌握双踪示波器的使用方法 二．实验原理 1.概述 运算器部件是计算机五大功能部件中的数据加工部件。 2.运算器芯片Am2901的结构 AM2901芯片是一个4位的位片结构的、完整的运算器器件。AM2901由ALU、输入多路选择器、输出选择门、寄存器组和移位器等器件组成。其内部组成如图所示。 图3.2 Am2901内部结构图 3.Am2901的操作时序 Am2901芯片要用一个CLK（CP）时钟信号作为芯片内通用寄存器、锁存器和Q寄存器的打入信号。其有关规定如图3.3所示。 通用寄存器接收A、B口数据锁存 通用寄存器接收 A、B口数据锁存 A、B锁存器接收数据 系统时钟 Q寄存器接收 图3.3 Am2901的时钟信号的作用 4. 运算器芯片Am2901的控制与操作 Am2901芯片的控制信号有9个，即I8-I9。这9个控制信号分为三组，它们是： I8、I7、I6（B30-28）：选择运算结果或有关数据以何种方式送往何处 I5、I4、I3（B26-24）：选择ALU的运算功能，共8种 I2、I1、I0（B22-20）：选择送入ALU进行运算的两个操作数据R和S的来源，共8种组合。 这三种控制信号与相应控制码的关系如下表3.4所示： 表3.4 Am2901 9个控制信号I8~I0 控制码 I8、I7、I6 I5、I4、I3 I2、I1、I0 0 0 0 F→Q F R + S A Q 0 0 1 无 F S – R A B 0 1 0 F→B A R – S 0 Q 0 1 1 F→B F R ∨ S 0 B 1 0 0 F/2→B Q/2→Q F R ∧ S 0 A 1 0 1 F/2→B F /R ∧ S D A 1 1 0 2F→B 2Q→Q F R ? S D Q 1 1 1 2F→B F R ⊙ S D 0 寄存器结果选择 Y输出选择 运算功能选择 R S 注：R、S中的“0”为逻辑0。 5.TEC-2机运算器主体结构 图3.5为完整16位运算器的组成框图。 图3.6 完整的16位运算器的组成框图 6．TEC-2机运算器部件的辅助组成部分 1）运算结果的标志位（C、Z、V、S）的形成 标志位的含义及取值： C：进/借位标志，有进/借位产生，则C=1，否则为C=0； Z：运算结果标志，运算结果为0，则Z=1，否则Z=0； V：溢出标志，有溢出，则V=1，否则V=0； S：符号标志，结果为负数，则S=1，否则S=0。 2）伪指令中三位微码与状态位的关系 在ALU执行算术与逻辑运算指令时, 应该将与计算结果有关的4个标志位的信号接收到一个在外部实现的4位（记为C,Z,V,S)的状态标志寄存器中 三位微码与状态位的关系表 SST编码 状态位输入 说 明 B34 B33 B32 C Z V S 0 0 0 C Z V S 四个标志位的值保持不变 0 0 1 CY F=0 OV F15 接收ALU的标志位输出值 0 1 0 IB7 IB6 IB5 IB4 恢复标志位现场值 0 1 1 0 Z V S 置C为0，另三个标志不变 1 0 0 1 Z V S 置C为1，另三个标志不变 1 0 1 RAM0 Z V S 右移操作，另三个标志不变 1 1