數(shù)據(jù)通路實驗報告

1、數(shù)據(jù)通路實驗報告數(shù)據(jù)通路實驗報告疑問：1、 數(shù)據(jù)通路是干嘛的？2、 數(shù)據(jù)通路如何實現(xiàn)其功能？3、 實驗書上的存儲器部分總線開關(guān)接在高電平上， 是不是錯了?實驗報告一、波形圖：參數(shù)設(shè)置：Endtime: 2.0usGridsize: 100.0ns信號設(shè)置：clk :時鐘信號，設(shè)置周期為100ns占空比為50%bus_sel:sw|r41r5|alu|pc_bus的組合，分別代表的是總線（ sw_bus）開關(guān)，將存儲器r4的數(shù)據(jù)顯示到總線上， 將存儲器r5的數(shù)據(jù)顯示到 總線上，將alu的運算結(jié)果顯示到總線上，將 pc的數(shù)據(jù)打入AR 中二進(jìn)制輸入，低電平有效。alu_sel:m|cn|s3.0的組

2、合，代表運算器的運算符號選擇，二進(jìn)制輸入，局電平功效。ld_reg:lddr1|lddr2|ldr4|ldr5|ld_ar的組合，分別表K將總線數(shù)據(jù)載入寄存器 12r4, r5 或AR中，二進(jìn)制輸入，高電平有效。pc_sel:pc_clr|ld|en的組合，分別代表地址計數(shù)器 PC的清零（pc_clr ）、裝載（pc_ld ）和計數(shù)使能信號（pc_en）, 一進(jìn)制輸入，低電平有 效。we_rd:佶號we和rd的組合，分別代表對 ram的讀（we）與與（rd）的操作， 二進(jìn)制輸入，高電平有效k：d:k 7 k 0,數(shù)據(jù)輸入端恬號，十六進(jìn)制輸入。d7d0,數(shù)據(jù)輸出中間信號，十六進(jìn)制雙向信號。dre

3、sult:出。ar:d7 result d0 result ,最終的數(shù)據(jù)輸出彳百號，十六進(jìn)制輸ar7 ar0,地址寄存器 AR的輸出結(jié)果，十六進(jìn)制輸出。pc:pc 7卜pc 0,地址計數(shù)器PC的輸出結(jié)果，十六進(jìn)制輸出。仿真波形0dkBLTl國 bUEEfilB 1：而：同心UtlE 00由4I j：值義國科B -承*Q 丫5B心”國iK回dK后站國 d-rtiul tK扇乂Q vK例3 MKIf 414值Lw13.：1*0elkB!0B 1：6TEl UqjmI9 m州4國13百B N金翔H pc.sel8*以回 T«_rdBa tKS aK扇悟Q i'resiatKA0 V

4、K修63國WHLTLTL,mi： snOOOOQi100 JlCoo® X（Jl以wNM.O m 500.0 m 700.0 m WO/ rbins L t ns L.3 i1. 5 03 1l.TU31.9口2. 1 T1512.3 ns2.5 us 27位 2. S 033. 1 U3 3.3 U5iii3.5 n! LnTTrnmznTErLrmrmnnnrTnTDTrnTrDTrmmmTTraTrnTijiiLUtinx min sing oiiu 汕型 iiii工 Him IMIU（111 帆lOllfllliqtllOKLLLQQlIlK IlliO LLL成 11110

5、】.】川1111CCCTW.（1口11獨1例1賊 JWjllQX TOM XJ1MXC00000 .：.她 n（TOWnOOQjfllMU CCCCO XHM* 00M0 ；0000* 10000WKHjOiXOLCHi?:cml00000 K»j虱 MOODKooainoo：SffiOQan®nx «noi joloox ooooi rroxciJoiX liio XI01X mo YMmXiXLOO加L：LQQ X LIL xtn Jiti X h 工mX mX®x0LXooK ioYmYm XioYoj¥01丫出!f加ooM22（EfeL

6、®叵挺:神畸叵回as jm,mX oo2卯 QI K OE01K_2XgXI P3POX. Q： 片 魚 廠0102*03_I03瓶05以在01H單元中寫入05H、02H單元中寫入0AH并進(jìn)行【（A力口 B）減（非A與B）加BJ為例：1）初始狀態(tài):bus_sel=11111,alu_sel=00000,ld_reg=00000,pc_sel=100,we-_rd=00,k=00H,總線上無數(shù)據(jù)，呈高阻態(tài)。2）讀取01H單元的05A: 置數(shù)法 PC=01H: bus_sel=01111,pc_sel=101 PC->AR: bus_sel=11110 ld_reg=00001讀

7、01H 單元的數(shù)據(jù)放入 R1 中：bus_sel=11111 ld_reg=10000,we_rd=013）讀取02H單元的0AH : PC+1, PC->AR： bus_sel=11110,ld_reg=00001,pc_sel=111讀 01H 單元的數(shù)據(jù)放入 R2 中：bus_sel=11111 ld_reg=01000, we_rd=014）將地址加到 03H :bus_sel=11110 ld_reg=00001, pc_sel=1115）驗證數(shù)據(jù)并運算：bus_sel=11101 讀取R1中的數(shù)據(jù)：alu_sel=01000Q得到R1=05H 讀取R2中的數(shù)據(jù)：alu_sel

8、=10101Q得到R2=0AH計算（A 力口 B）結(jié)果存于 R4 中:alu_sel=011001, ld_reg=00100, 結(jié)果為0FH 計算（非A與B）結(jié)果存于03H單元中：alu_sel=10001Q we_rd=10, 結(jié)果為0AH計算（A加B）加B）結(jié)果存于04H單元中：R4->R1: bus_sel=10111 ld_reg=10000PC+1, PC->AR： bus_sel=11110,ld_reg=00001,pc_sel=111計算（A加B）加B）結(jié)果存于04H單元中：bus_sel=11101 alu_sel=011001, we_rd=10計算（A加B）

9、加B）減（非A與B）結(jié)果存于05H中：（A 加 B）加 B）->R1 ： bus_sel=11111 ld_reg=10000,we_rd=01（非 A 與 B） ->R2:PC=03H: k=03H, bus_sel=01111 pc_sel=101PC->AR: bus_sel=11110 ld_reg=00001（非 A 與 B）->R2 ： bus_sel=11111 ld_reg=01000, we_rd=01 PC=05H:PC=05H: k=03H, bus_sel=01111 pc_sel=101PC->AR: bus_sel=11110 ld_r

10、eg=00001（A力口 B）加B）減（非A與B）結(jié)果存于05H中： bus_sel=11101 alu_sel=00011Q we_rd=10最后結(jié)果為0FH。結(jié)論：本實驗的設(shè)計能結(jié)合了運算器和存儲器，能實現(xiàn)在mif文件中進(jìn)行初始化，將固定地址單元中存儲的數(shù)據(jù)讀取到運算器中進(jìn)行（A加B）加B）減（非A與B）的運算并將結(jié)果存于指定的內(nèi) 存單元中，與實驗要求一致，故電路設(shè)計正確。二、實驗日志預(yù)習(xí)疑問解答：1、通路是干嘛的？在數(shù)字系統(tǒng)中，各個子系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)總線連接形成的數(shù)據(jù)傳送路徑稱為數(shù)據(jù)通路.2、通路如何實現(xiàn)其功能？在這次的實驗中，數(shù)據(jù)通路主要是由運算器部分和存儲器部分組 成的,通過運算器的運算

11、結(jié)合存儲器在 mif文件的中的操作進(jìn)行數(shù)據(jù) 的傳輸與存儲，從而構(gòu)成一個數(shù)據(jù)通路。3、書上的存儲器部分總線開關(guān)接在高電平上，是不是錯了?事實證明沒有接錯.思考題:1、畫數(shù)據(jù)通路電路圖時，如何連結(jié)單一總線?如圖: cunchuqishiywi:"5. . . bua_stip.:. buijein,:千 :聞下州一.:Idg :.kizn ：；不HULHl囿. :;H 一=|叱本制因一 :：.'.aLu5talp.Li| . :®匚舊dR-Oj£U3_bU5r4=bRJ5ALUbus Iddrl Idm Idr4 Mr5 面 cn 中.川'：&

12、?gj卯.川MP-rJWLU二中2時 束_砌 ：工”>01口> inst 1ct£_cdu阪口pcclrarf .0PGQUlrpceniswjsuspc_kmsgk7 ,0irdmemeh.ar!?.ALU模塊的sw_bus依然連接bus_sel存儲器部分的sw_bus連接 高電平。2、如何統(tǒng)一兩個模塊的總線輸入端 k7.0及inputd7.0 ?i rrrBaaiini,i i ispr_"Un a ti i i i i.產(chǎn)叫4J.y，uphaif.ujsw_busIFm u.-.bu£_fld3. .bus_5ejp.TJbuS aujMif.b

13、ushel 11.w_ . ldl_ireg4.一衛(wèi).l'Jd> 1 1 j可wjsp.,IqOITx. . . ML值口1J IQF*fIdrfl.xK二.一，. amse!4j ,.rn，-JS-*皿,一JJJb nr M一 K > a n ! h r 二lUii g ji，i ii y an ii.alc3:;:迎3m 士；<V-0pcoUf7.0 «:P2用 Plc：lk_cdu""""""_ _ .一八2即pcclr. r . -:p«>mu pi_ld一飛.21peen，

14、、 1sw_busbus. j;el|Dl - 1.%-j i" " a a '' 1日內(nèi)pc_bus/S:Idar k7.O，- - - -.wepjiwe , ,.rdmemeab m .>>答：如圖：輸入放在運算器部分，存儲器部分無輸入，存儲器部分的數(shù)據(jù)要么來自總線傳輸，要么從mif文件中讀取實驗中遇到的問題：1 .把之前的alu和ram的原理圖拷到了當(dāng)前工程下面。直接生成該工程的符號文件，連接起來，但是仿真有問題。1111r口 ps200. 0 ns400. 0 ns 600. 0 ns 800. 0 ns1.0 us1.2VmI hr

15、輯+111111 口田田E田國田田田田elkbux_s«lB 0B 11111_r_L_m_T_L_rL_rL_rL_rL_r_L_m_r_L_rL_rLjiiiiXiiiiciX ciilii*111口*11口1*1111 *111口*111口1 x;aluy 工B 000000000000)Qi tool)(000000)0011C)C1 d._r g pc_selB 00000B 100知口 i 川口如 i 口 如口口0 1 如口 1 0口 如口口口口 如口口 1 處口0 1 0 j1。口 M in M 1如M in M 10口M in MCwa_r d.B 000)t、i口）

16、(01 )(皿):1口）(01 XkH 00)(03 X 02 )(00aH ZZZZdr esultH ZZ蹈口油1*FF如1方磔紅"i. XX翼/藝如譚江柒XX *u-H 00cX01X02XPCH 00_x_01_r_0Z_x_Kwi姓Vain13.* 口w 1I 4-U> 20LdzlElE一山國±山3 國國cJLlk"bus_二 cl wXu._£, 11- ldl_r*edk dd- 3r 包 = dL tj?vdint ez"E 1E OCb riij j j :j j j I ; 呼" 癡司Efc 口 k ciz

17、 相球哪s 相邑恒it *口。m « 譴 X1T_l_1_l_I_T_L_j_T- q L11 1* LTICiJi： CI1111久I 1 1 ICIR 1 1CI1* 1 Lil*工£刀口口 15 Innnnirinn % nnnn*i i nnriMiriiTn i ¥in i EniNMirininXincn 】1rl nfmHHHHH(為 xm¥ 沖 xd *x病的球 g * 西 柏*g»5F>： CIEIT ,一幾乎是在每一次和總線交換數(shù)據(jù)的時候都得不到正確的值。下面是解決的過程：我懷疑是兩個模塊之間通過總線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)沒有傳輸

18、成功，于是把 alu模塊的d 引了一個輸出端口 d_alu,從ram模塊的d引出了一個輸出端口 d_ram,在仿真 波形圖上，然后就可以看到了數(shù)據(jù)到達(dá)總線上了， 而且這個時候d的值也能看到了，只是后面的最后一個讀操作出來的數(shù)據(jù)不對，本來應(yīng)該是寫進(jìn)去的07,但現(xiàn)在是17,再仿真就會變成別的數(shù)據(jù)。3200 O n= 400 p n= 600 &OO.O1 O >i=13. 1 n=-2.在連接電路圖的時候，我以為存儲器部分的 sw_bus連在高電平上是錯的，然后又連到了 bus_sel4,所以得到了上一個部分的仿真結(jié)果，后來不研究了一下那個高電平，發(fā)現(xiàn)是用來處理單一總線問題的，就改成

19、了與書上一樣的圖，我以為上面出現(xiàn)的錯誤結(jié)果和這個有關(guān)，改了之后波形圖有變化，但是，還是是錯誤的»135 各g矽&3>ei工 E wk a .皿PCB 1J_1b milE OODCOOU iiiiMi ill口工口ilii)iDO：i L1 LUX i 灣 111. iXliiLiQ/moiiM)01 1口 DC 口00口口0地 面 u 1 匚丫B 00000E 100B 00H 00H ZZJ口口 口 X00001 Mi 口 口袋 i 如 oo口 口 1 如口口地Cioo 1 加 1 口 Xloo X in 工 io。 X mi 乂黑 ill Xop- 1口 m 叉口

20、口 一 1口7 口1 /：0C工06 X 口之工、H ZZ立二 Qo 的 11C g ;* m33二案之如謝理，口日富H O壯沏口加L* 口自X 02IT 0B 1C 0E江翔S QT * 口6產(chǎn)H KX猶XW_°pX_°E.Jfe2) pszdci. o ns a4口口 ns 16DD ,0 4W300.Q 4& ,1 u= 13. 1 。至13. 1 Tl25但是在兩種情況下功能仿真的結(jié)果都是正確的NameV-Jlufl,3 ps200, 0 ns400. 0 me：600. 0 ns：600. 0 ns18 0 us13 .i13= 1 nsJ口elkB i_

21、r-Lr-Lr-Lr-Lr-Lr-Lr-Lr-|_r-L_r-L_r-L亨國bus_selB 11：li ii iXmioXoii iiXmioXiiioiXiiiiiXimeXmoiX7日alu_selE OOC?？?。_也 oooocio Rooiirx田IdregB 00iI JOCK 刈00。】工 1 MOO 惠1 1Q00 惠100。l 工m IM 惠IQOOO KCIQOO1 x口?？?1 口 XZ20國B 11(】nn 又 j X 血 X 111 工 1gx ill x育WW國wa_rd.B CQ口乂 2 乂。1 X 8 X ID 工 3 工奇27國kH C;而X X 口2 X回dH 2:；-ZZ存45國-suitH 2_ZE_JO)®( 09 X 口2 沏 12 1口泡質(zhì)可X夢54國arH C00 M口14醛Xb J國PCH C0