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实验一、MIPS 寄存器文件设计实验

1、实验目的

了解 MIPS 寄存器文件基本概念，熟悉寄存器、多路选择器、译码器、解复用器等 Logisim

组件的使用。

利用 Logisim 软件平台构建一个 MIPS 寄存器文件，为减少实验绘图量，只要求实现 4

个寄存器，寄存器的编号由分线器引出低 2 位。其中 0 号寄存器的值是恒为零。

要求画出具体的 MIPS 寄存器文件实现电路。

2、实验环境

WIN10、LOGISIM2.7.1

3、实验步骤过程

首先为寄存器通入 CP 信号，然后将 W#作为 2-4 解码器的选择端口输入，WE 作为解码

器使能端输入，因为 0 寄存器需要恒为 0，所以 Din 只作为 1-3 寄存器的数据段端口输入。

这样，当 Din 和 W#、WE 信号准备好的时候，时钟上升沿到来就能够实现将 Din 的数据输

入到 W#地址的解码对应的寄存器中。

之后把每个寄存器的输出端依次链接到数据选择器的输入端，同时每个寄存器的输出

路线上分出另外一条路线，依次连接到另外一个数据选择器的输入端，R1#和 R2#作为数据

选择器的选择端，这样就能实现同时读出 R1#和 R2#选择的寄存器数据。

之后在测试子电路中，按 Ctrl+K 组合键进行功能自动测试

4、实验结果

电路图：

测试结果：

5、实验分析及反馈

使用译码器的方式是通过 WE 信号控制译码器选择 W#地址的寄存器使能端

使用解复用器是通过为 W#地址的寄存器输送 WE 信号

效果上看是一致的

实验二、存储器扩展实验及 Cache 映射实验

1、实验目的

理解存储系统进行位扩展、字扩展的基本原理，能利用相关原理解决实验中的实际汉字

字库的存储扩展问题，并了解汉字字库的数据填充。

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