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数字系统设计实验报告,计算机组成原理与系统结构实验仪

时间:2023-05-04 14:48:04 阅读:156329 作者:480

实验内容一、实验原理系统数据总线作为计算机传递信息的通道是连接各功能部件的纽带在计算机中起着重要的作用。 模型机的工作过程是计算机各功能部件之间的信息通过数据总线持续有序流动的过程。

1 .字和字节体系本系统总线宽度为16位,设有字长控制位“w”。 W=0时,根据源地址的奇偶校验决定当前的总线宽度,源地址为偶数时,其总线宽度为16位; 在源地址为奇数或W=1情况下,总线宽度为8比特,如图所示,形成奇数(8比特)和偶数)相互作用的字节总线。

2 .如源奇偶校验位的利用图所示,将16位数据总线按字节分为奇数和偶数8位总线。 其中,“D15~D8”称为“奇数总线”,“D7~D0”称为“偶数总线”。 在字节传送期间总线互操作形成了“奇偶”或“jjdxz”的八位总线,其使能端被定义为低电平门,逻辑表达式为:

偶数(偶数字节有效)=! w (字长) XP )源奇偶校验)

() )字节有效)=! XP )源奇偶校验

从以上两个式子可以理解,图3-4所示的奇偶校验总线根据字长“w”和源奇偶校验“XP”而动态地呈现以下三个状态。

)当w=0时,遇到XP=0,g偶和g奇都为“1”,从而形成“d15 ̄d0”的16位字总线源。

)当w=1时,遇到XP=0,g偶为“0”,g奇为“1”,从而形成“jjdxz”八位字节的总线源。

在XP=1的情况下,g奇数为“0”,g偶数为“1”,无条件地形成“奇送偶数”八位字节的总线源。

3 .利用目标奇偶校验位。在目标寻址中,当前目标字长也由字长控制位“w”和目标地址的奇偶校验位OP动态定义。 如果W=0且目标地址为偶数,则该目标为字操作,否则为字节事务,逻辑表达式为:

! o (偶数字节)=! OP )目标奇偶校验

! o (奇数字节)=! w (字长) op (目标奇偶校验)

上面的等式2表示根据字长“w”和目的地地址奇偶校验“OP”动态地发生以下三种目的地地址操作。

当w=0时,遇到OP=0,o (偶数字节)和o )奇数字节)都为“0”,执行以当前目标偶数地址为目标的字路径。

W=1时,遇到OP=0,o (偶数字节)=“0”,o )奇数字节)=“1”,执行以当前目标偶数地址为目标的字节传递。

当op=1时,o (奇数字节)=「0",o )偶数字节)=「1",无条件地执行以当前目标奇数地址为目标的字节传递。

注释:

! “#”运算符“或”运算符4 .数据传输规则系统将字节操作过程动态嵌入16位原理计算机的字操作中,源奇偶校验映射总线宽度,目标奇偶校验约束传输长度。 系统在16位原理计算机字节操作中使用总线互连机制,以源地址的奇偶性形成“奇分发偶”或“偶分发奇”两者互操作的8位字节总线。

说明:上表中的“XP”和“OP”是原理计算机固有的专用寄存器奇偶校验标志,适用于AX、BX、SP及I/O的寻址; 在存储器地址指定中,将地址线" A0 "设为奇偶校验; 通用寄存器寻址要求从指令格式中定义的“源和目标”字段动态请求奇偶校验标志。

二.数据传输实验1.十六位数据传送(字传递)

数据源为I/O单元(X2 X1 X0=100,点亮为0 ),总线规则为字传递) W XP OP=000 ),数据目标为AX ) o2o1o0=100 ),通过数据总线将I/O单元的内容传输到AX

2.低位到低位(偶送偶)

数据源为I/O单元(X2 X1 X0=100 )、总线规则为偶送偶送) W XP OP=100 )、数据目标为AX ) O2O1O0=100 ),通过数据总线将I/O单元的内容传输到AX寄存器

3.低位到高位(jjdxz)

数据源为I/O单元(X2 X1 X0=100 )、总线规则为JJdxz ) wXPop=101 )、数据目标为AX ) O2O1O0=100 ),I/O单元的内容通过数据总线进行AX登记

4.高位到低位(奇送偶)

数据源为I/O单元(X2 X1 X0=100 )、总线规则为奇数送偶) W XP OP=110 )、数据目标为AX ) O2O1O0=100 ),通过数据总线将I/O单元的内容传输到AX寄存器

5.高位到高位(奇送奇)

数据源为I/O单元(X2 X1 X0=100 )、总线规则为奇数) W XP OP=111 )、数据目标为AX ) O2O1O0=100 ),通过数据总线将I/O单元的内容传输到AX寄存器

6.将工作模式切换到“手动”,“搭接”,按照下表连线进行连线,重复1-5步骤。

http://www.Sina.com/http://www.Sina.com/http://www.Sina.com/1 DRC kclock单元手动实验状态时钟源2wk

位字节操作3XPK7(M7)源部件奇偶标志:0=偶寻址,1=奇寻址4X2K10(M10)源部件定义译码端X25X1K9(M9)源部件定义译码端X16X0K8(M8)源部件定义译码端X07OPK16(M16)目标部件奇偶标志:0=偶寻址,1=奇寻址实验报告 学院、系:计算机学院专业名称:软件工程学生姓名:kkdfk学长一、实验题目

1.十六位数据传送(字传递)
设置数据来源为I/O单元(X2 X1 X0=100,亮灯为0),总线规则设为字传递(W XP OP=000),数据目标为AX(o2 o1 o0=100),将I/O单元内容通过数据总线传递到AX寄存器

2.低位到低位(偶送偶)
设置数据来源为I/O单元(X2 X1 X0=100),总线规则设为偶送偶(W XP OP=100),数据目标为AX(o2 o1 o0=100),将I/O单元内容通过数据总线传递到AX寄存器

3.低位到高位(jjdxz)
设置数据来源为I/O单元(X2 X1 X0=100),总线规则设为jjdxz(W XP OP=101),数据目标为AX(o2 o1 o0=100),将I/O单元内容通过数据总线传递到AX寄存器

4.高位到低位(奇送偶)
设置数据来源为I/O单元(X2 X1 X0=100),总线规则设为奇送偶(W XP OP=110),数据目标为AX(o2 o1 o0=100),将I/O单元内容通过数据总线传递到AX寄存器

5.高位到高位(奇送奇)
设置数据来源为I/O单元(X2 X1 X0=100),总线规则设为奇送奇(W XP OP=111),数据目标为AX(o2 o1 o0=100),将I/O单元内容通过数据总线传递到AX寄存器

6.将工作模式切换到“手动”,“搭接”,按照下表连线进行连线,重复1-5步骤。

连线信号孔接入孔作用有效电平1DRCKCLOCK单元手动实验状态的时钟来源下降沿打入2WK6(M6)总线字长:0=16位字操作,1=8位字节操作3XPK7(M7)源部件奇偶标志:0=偶寻址,1=奇寻址4X2K10(M10)源部件定义译码端X2三八译码 八中选一 低电平有效5X1K9(M9)源部件定义译码端X16X0K8(M8)源部件定义译码端X07OPK16(M16)目标部件奇偶标志:0=偶寻址,1=奇寻址8AXWK17(M17)AX运算寄存器写使能,本例定义到M17位低电平有效二、实验目的与要求 实验目的

1.熟悉和了解总线的数据通路、双向互递原理及寻址方式与运用规则。
2.掌握十六位数据总线中“字”与“字节”操作方法及源与目的奇偶效应。

实验要求

通过总线的数据传递实验,建立“奇偶”概念,领会字寻址中对字节操作的动态定义。

三、实验步骤 实验一

1.首先将数据来源,即调解控制I/O单元,使得K10~k6=10000(亮灯为0)
2.然后通过调解控制单元置数,使得K19~K16=1000
3.按下单拍按钮,使得数据送到AX中

实验二

1.首先将数据来源,即调解控制I/O单元,使得K10~k6=10001
2.然后通过调解控制单元置数,使得K19~K16=1000
3.按下单拍按钮,使得数据送到AX中

四、实验结论

系统在十六位原理计算机的字操作中动态地融入了字节操作的过程,其源奇偶映射总线宽度,而目的奇偶则制约传递长度。系统在十六位原理计算机的字节操作中运用总线互联机制,以源址的奇偶性形成“奇递偶”或“偶递奇”两者互通的八位字节总线。

以字节为基准把十六位数据总线划分奇与偶俩路八位总线,其中“D15~D8”称为“奇总线”,“D7~D0”称为“偶总线”;在字节传递中由于总线的互通,形成“奇送偶”或“jjdxz”的八位字节总线,其使能端定义为低电平选通,逻辑表达式为:
G偶(偶字节使能)= !W(字长)# XP(源奇偶)
G奇(奇字节使能)= !XP(源奇偶)
W=0时遇XP=0,由于G偶与G奇都为“1”,形成“D15~D0”十六位字总线源。
W=1时遇XP=0,由于G偶为“0”,G奇 为“1”,形成“jjdxz”八位字节总线源。
遇XP=1时,G奇为“0”,G偶为“1”,无条件形成“奇送偶”八位字节总线源。

在目的寻址中亦由字长控位“W”与目的地址的奇偶性OP动态定义当前目的字长。在W=0又遇目的地址为偶时,其目的传递为字操作,否则均为字节传递,其逻辑表达式为:
!O(偶字节)= !OP(目的奇偶)
!O(奇字节)= !W(字长)# OP(目的奇偶)
W=0时遇OP=0,O(偶字节)与O(奇字节)均为“0”,执行以当前目的偶址为目标的字传递。
W=1时遇OP=0, O(偶字节)=“0”、O(奇字节)=“1”,执行以当前目的偶址为目标的字节传递。
OP=1时, O(奇字节)=“0”、O(偶字节)=“1”,无条件执行以当前目的奇址为目标的字节传递。

五、心得体会

通过这次实验,增强了我对数据传送规则的理解,以及理解了十六位数据总线中“字”与“字节”操作方法及源与目的奇偶效应,此外,对总线的数据通路、双向互递原理及寻址方式与运用规则也有了一定的认识和理解,虽然对概念的理解还是有一点陌生,抽象的知识还没完全消化,但是我希望自己今后还能花时间再来回顾理解,真正掌握这些知识点!

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