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计算机组成原理寄存器堆实验报告.pdf
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2022-07-10
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计算机组成原理寄存器堆实验报告.pdf计算机组成原理寄存器堆实验报告.pdf计算机组成原理寄存器堆实验报告.pdf计算机组成原理寄存器堆实验报告.pdf计算机组成原理寄存器堆实验报告.pdf计算机组成原理寄存器堆实验报告.pdf计算机组成原理寄存器堆实验报告.pdf计算机组成原理寄存器堆实验报告.pdf
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实验七-
八 寄存器堆实验
姓名:陈衍席
学号:1205110125 网工 1202
【实验环境】
1. Windows 2000 或 Windows XP
2. QuartusII9.1 sp2、DE2-115 计算机组成原理教学实验系统一台,排线若干。
【实验目的】
本次实验要求掌握触发器的基本原理,掌握寄存器和寄存器堆的组成原理。
【实验要求】
本次实验只需要设计并实现 8 位触发器和 32 位触发器。
【实验原理】
寄存器是数字电路中的基本模块,许多复杂的时序逻辑电路都是由它构成的。在数字系统中,
寄存器是一种在某一特定信号的控制下用于存储一组二进制数据的时序逻辑电路。
通常使用触发器构成寄存器,把多个 D 触发器的时钟连接起来就可以构成一个存储多位二进
制的寄存器。
寄存器中二进制数的位可以用两种方式移入或移出寄存器。第一种方法是以串行的方式将数
据每次移动一位,这种方法称之为串行移位(Serial Shifting),线路较少,但耗费时间较
多。第二种方法是以并行的方式将数据同时移动,这种方法称之为并行移位(Parallel
Shifting),线路较为复杂,但是数据传送的速度较快。因此,按照数据进出移位寄存器的
方式,可以将移位寄存器分为四种类型:串行输入串行输出移位寄存器(Serial In- Serial
Out)、串行输入并行输出移位寄存器(Serial In- Parallel Out)、并行输入串行输出移位
寄存器(Parallel In- Serial Out)、并行输入并行输出移位寄存器(Parallel In-Parallel
Out)。
在 CPU 设计中,寄存器堆是一个可以保存指令和数据的必不可少的器件,是 RISC 微处理器
的核心,所有内部、外部数据的读取都直接和它发生关系。它由一组寄存器组成,只要给出
寄存器堆中该寄存器的编号,则其中的内容都可以读或者写。
【实验步骤】
1、8 位触发器设计
8 位触发器中包括,输入信号:一个 8 位数据源 D,1 位 CLRN 复位信号,1 位 EN 使能信号,
1 位 CLK 时钟信号;输出信号:8 位 Q。它由 8 个 1 位 DFFE 触发器经过级联后得到。这 8 个
1 位 DFFE 触发器的每个 D 分别为 D[0]-D[7],Q 分别为 Q[0]-Q[7],时钟信号都为 CLK(注
意:要一一对应,如第 1 个 1 位 DFFE 触发器的 D 为 D[0],则 Q 应为 Q[0])。8 位触发器真
值表如下所示:
春哥111
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