可重构原理计算机组成实验

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1、计算机组成原理实验指导书136实验十四、可重构原理计算机组成实验一、实验目的：1、掌握用CPLD实现CPU某一部分功能的方法。二、实验说明在本实验中，用CPLD实现运算器（ALU）的功能。ALU部分的原理见实验一。此处CPLD实现暂存器1、暂存器2、运算器和三态输出门的功能，如图1-1（a）所示。ALU控制电路（如图1-1（b）所示），仍由EP1K10实现。本实验运算器部分的VHDL程序如下：libraryIEEE;useIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;useIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;entityreconstisport(S:ins

2、td_logic_vector(3downto0);LDR1,LDR2,T4,ALU_G,M,CN:instd_logic;data:inoutstd_logic_vector(15downto0));endreconst;architecturedoitofreconstissignaldata1,data2,data3:std_logic_vector(15downto0);beginP1:process(T4,LDR1)beginif(T4'eventandT4='1')thenif(LDR1='1')thendata1<=data;endif;endif;计算机组成原理实

3、验指导书136endprocessP1;P2:process(T4,LDR2)beginif(T4'eventandT4='1')thenif(LDR2='1')thendata2<=data;endif;endif;endprocessP2;data3<=data1whenS="0000"andM='0'andCN='1'elsedata2whenS="1010"andM='1'elsedata1+data2whenS="1001"andM='0'andCN='1'elsedata1+data2+1whenS="1001"andM='0'andCN=‘0’else"000000

4、0000000000";data<=data3whenALU_G='0'else"ZZZZZZZZZZZZZZZZ";enddoit;注：本程序实现不带进位的加法器功能。其功能表如下:(Data1为被加数,Data2为加数)选择结果S3S2S1S0MCn000001Data110101Data2100101Data1+Data2100100Data1+Data1+1其它0表十一.1运算功能表三、实验连线见连线图。（连线时应按如下方法：对于横排座，应使排线插头上的箭头面向自己插在横排座上；对于竖排座，应使排线插头上的箭头面向左边插在竖排座上）计算机组成原理实验指导书136键盘方式接

5、线图开关控制方式接线图四、键盘方式实验步骤1、通过底板上的JTAG口将reconst.pof下载至7128模块上。2、按照键盘方式接线图接好所有连线。计算机组成原理实验指导书1363、在监控指示灯显示“CLASSSELECt”时按“实验选择”键，输入14，按下“确认”键确认后，进入实验一程序，显示为“ES01”，按下“确认”键，显示为“INST__”，等待输入运算指令（即S3S2S1S0，16进制，关系见上表），在输入过程中，可按“取消”键进行输入修改。3．输入运算指令09后，按“确认”键，进入运算模式（M）设置，显示为“Lo=0”，工作模式默认为0（算术操作），不需要改变设置。

6、按“确认”键进入进位（Cn）设置，显示为“Cn=0”，输入数据1，将设置改为“Cn=1”。按“确认”键进入AR设置，显示为“AR=1”，不需要改变此设置。4．模式设置完成后，按“确认”键进入第一组数据（数据A）输入状态。数据输入格式为16进制格式，在输入过程中，可按“取消”键进行修改，按“确认”键完成输入。这时进入第二组数据（数据B）输入操作，操作方法与第一组数据输入一样，按“确认”键后，马上就可在数据总线指示灯上看运算结果，监控指示灯显示变成“FINISH”，按下“确认”键又可重新开始实验，要退出实验，按“取消”键即可。参照功能运算表的设置逐一验证结果。五、开关控制方式实验步骤

7、1、通过底板上的JTAG口将reconst.pof下载至7128模块上。2、按照开关控制方式接线图接好所有连线。3、关闭ALU的三态门（ALU-G=1），打开数据输入电路的三态门（C-G=0）；4、设置数据输入电路的数据开关“D15……D0”为想要输入的数值，例如“0101010101010101”;使数据暂存器LT1的控制信号LDR1有效(LDR1=1),数据暂存器LT2的控制信号LDR2无效(LDR2=0)；按一下“单脉冲”按钮，将输入值送给LT1。5、设置数据输入电路的数据