计算机组织与结构实验报告 CQUPT(2)

实验三 时序部件

观察实验现象并记录相应数据

表3.1 启停逻辑电路信息记录表：

信号 I/开关/指O 示灯 CLR复位现象结果值（按cpu复位键） 启动信号输入后现象结果值（SD8执行负脉冲1-0-1） 停止信号输入后的现象结果值（SD9执行负脉冲1-0-1） 不填 不填 不填 10101010 0 0 0000 0001 0010 0100 1000 CLR复位 启动信号 停止信号 I I I CPU复位按钮 SD8 SD9 不填 不填 不填 10101010 0 0 0000 0001 0010 0100 1000 1 1 不填 不填 不填 10101010 ?主频 D触发器 O A15 O A14 R-S触发器 O A13 T4~T1 T4’～T1’ O A7~A4 O A3～A0 0001 0010 0100 1000 0001 0010 0100 1000

实验四 CPU算术逻辑单元实验

观察实验现象并记录相应数据

运算数据 第1组数据 A=0xAAAA B=0x5555 1010 0101 运算类型 result?A+B result?A+1 result?A-B result?A-1 result?A and B result?A or B result?not B result? B 操作码OP 000 001 010 011 100 101 110 111 运算结果result FFFF AAAB 5555 AAA9 0000 FFFF AAAA 5555 标志位C 运算前 00 00 00 00 00 00 0/0 0/0 运算后 00 00 00 00 11 10 0/0 0/0 标志位Z 运算前 运算后 第2组数据 A=0xFFFF B=0x0000 1111 0000 result?A+B result?A+1 result?A-B result?A-1 result?A and B result?A or B result?not B result? B 000 001 010 011 100 101 110 111 000 001 010 011 100 101 110 111 000 001 010 011 100 101 110 111 FFFF 0000 FFFF FFFE 0000 AAAA AAAA 0000 FFFF 0001 0001 FFFF 0000 FFFF 0000 FFFF 21B3 8950 F0ED 894F 8840 9973 679C 9863 0/0 1/1 1/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/1 1/1 1/1 1/1 1/1 1/1 1/0 1/0 1/1 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 1/1 1/0 0/0 0/1 1/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/1 1/0 0/1 1/1 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 第3组数据 A=0x0000 B=0xFFFF 0000 1111 result?A+B result?A+1 result?A-B result?A-1 result?A and B result?A or B result?not B result? B 第4组数据 A=0x8950 B=0x9863 1000 1001 0101 0000 1001 1000 0110 0011 result?A+B result?A+1 result?A-B result?A-1 result?A and B result?A or B result?not B result? B 思考题

如果保持原有操作码功能不变，运算器单元加上逻辑左移、逻辑右移等操作，那该如何处理？ 答：由于运算器是由：算术逻辑单元（ALU）、累加器、状态寄存器、通用寄存器组等组成。算术逻辑运算单元（ALU）的基本功能为加、减、乘、除四则运算，与、或、非、异或等逻辑操作，以及移位、求补等操作。计算机运行时，运算器的操作和操作种类由控制器决定。运算器处理的数据来自存储器；处理后的结果数据通常送回存储器，或暂时寄存在运算器中。

实验五 CPU指令译码器实验

观察实验现象并记录相应数据

表 5-1 指令译码器实验（C=0且Z=0）--(SD4=0且SD5=0)

指令 ADD DR,SR INC DR SUB DR,SR DEC DR AND DR,SR OR DR,SR NOT DR MOV DR,SR JMP ADR JNC ADR JNZ ADR MVRD DR,DATA LDR DR,SR STR SR,DR IR[15..12] (SD3~SD0) 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1100 1101 1110 OP[2..0] c_z_j_flag （R2~R0） R3 000 001 010 011 100 101 110 111 111 111 111 111 111 111 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 lj_instruct R4 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 DRWr R5 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0

Mem_Write DW_instruct R7 R6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 Change_z R8 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 Change_c R9 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 sel_memdata R10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 表 5-2 指令译码器实验（C=1且Z=1）--(SD4=1且SD5=1)

指令 ADD DR,SR INC DR SUB DR,SR DEC DR AND DR,SR OR DR,SR NOT DR MOV DR,SR JMP ADR JNC ADR JNZ ADR MVRD DR,DATA LDR DR,SR STR SR,DR IR[15..12] (SD3~SD0) 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1100 1101 1110 OP[2..0] c_z_j_flag （R2~R0） R3 000 001 010 011 100 101 110 111 111 111 111 111 111 111 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 lj_instruct R4 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 DRWr R5 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0

Mem_Write DW_instruct R7 R6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 Change_z R8 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 Change_c R9 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 sel_memdata R10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 实验六 CPU微程序控制器实验

观察实验现象并记录相应数据

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