运算器设计(计算机组成实验)1

实验一 8位可控加减法电路设计 这个实验的本意是用一位全加器和逻辑门搭建电路。用全加器和异或门也可以完成。这里涉及两个“异或”的知识点:
1.位变量a和0异或,结果为a;和1异或,结果为~a(取反) 实验一我们也用过这个;
x-y可以理解成x+(-y),怎样得到-y呢?看看下图完美统一了加减法
2.溢出标志可以用最高位(符号位)进位和次高位进位异或得到。即这两个进位相同则不溢出,否则溢出。
运算器设计(计算机组成实验)1
文章图片

实验二 CLA182四位先行进位电路设计 设计电路时尽量考虑使所有输出在较少延迟下完成。(下图两级门电路完成)
运算器设计(计算机组成实验)1
文章图片

运算器设计(计算机组成实验)1
文章图片

实验三 4位快速加法器设计 利用相关知识设计44位先行进位电路,并利用设计的44位先行进位电路构造44位快速加法器,能分析对应电路的时间延迟。
运算器设计(计算机组成实验)1
文章图片

利用前一步设计好的四位先行进位电路构造四位快速加法器,其引脚定义如图所示,其中 X,Y 为四位相加数,Cin 为进位输入,S 为和数输出,Cout 为进位输出,G,P 为 4 位成组进位生成函数和成组进位传递函数。
实验四 16位快速加法器设计 理解成组进位产生函数,成组进位传递函数的概念,熟悉 Logisim 平台子电路的概念,能利用前述实验封装好的44位先行进位子电路以及44位快速加法器子电路构建1616位、3232位、6464位快速加法器,并能利用相关知识分析对应电路的时间延迟,理解电路并行的概念。
运算器设计(计算机组成实验)1
文章图片

实验五 32位快速加法器 利用1616位快速加法器以及先行进位电路构建3232位快速加法器,并探讨其时间延迟。
可能方案:(1)22个1616位加法器直接串联,C16 信号采用下层的进位输出;
(2)22个1616位加法器直接串联,C16 进位输入采用上层的进位输出;
(3)在1616位快速加法器的基础上再增加一级组间先行进位电路,类似6464位快速加法器的方法;分别分析33种不同方案可能的总延迟,选择速度最快的方案实现3232位快速加法器,并分析其时间延迟,其引脚如图所示。其中 X,Y 为3232位相加数,Cin 为进位输入,S 为和数输出,Cout 为进位输出,Overflow 为有符号加法运算溢出信号。
运算器设计(计算机组成实验)1
文章图片

实验六 5位无符号阵列乘法器设计 【运算器设计(计算机组成实验)1】运算器设计(计算机组成实验)1
文章图片

运算器设计(计算机组成实验)1
文章图片

运算器设计(计算机组成实验)1
文章图片

    推荐阅读