組原課設(shè)陣列除法器的設(shè)計(編輯修改稿)
2025-05-22 13:03 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 由于本次設(shè)計要完成的是兩個正整數(shù)的相除，所以最上面一行的控制線 P置成“1” 。減法是用加上絕對值相反數(shù)的補碼來實現(xiàn)的，而在第一行的末端 P 以“1”值傳遞給進位輸出，此舉正好滿足了減法運算中按位取反末位加一來形成補碼的操作。這時右端各 CAS 單元上的反饋線用作初始的進位輸入。每一行最左邊的單元的進位輸出決定著商的數(shù)值。將當(dāng)前的商反饋到下一行,我們就能確定下一行的操作。由于進位輸出信號與 P 控制端上商正好滿足邏輯運算關(guān)系，所以進位輸出指示出當(dāng)前的部分余數(shù)的符號,同時它將決定下一行的操作將進行加法還是減法。采用細胞模塊和門電路等邏輯部件設(shè)計并實現(xiàn)陣列除法功能，設(shè)計的原理圖調(diào)試后形成 文件并下載到 XCV200 可編程邏輯芯片中，經(jīng)硬件測試驗證設(shè)計的正確性。 設(shè)計環(huán)境（1）硬件環(huán)境?偉福 COP2022 型計算機組成原理實驗儀COP2022 計算機組成原理實驗系統(tǒng)由實驗平臺、開關(guān)電源、軟件三大部分組成實驗平臺上有寄存器組 R0R運算單元、累加器 A、暫存器 B、直通/ 左移/右移單元、地址寄存器、程序計數(shù)器、堆棧、中斷源、輸入/輸出單元、存儲器單元、微地址寄存器、指令寄存器、微程序控制器、組合邏輯控制器、擴展座、總線插孔區(qū)、微動開關(guān)/指示燈、邏輯筆、脈沖源、20 個按鍵、字符式 LCD、RS232 口。COP2022 計算機組成原理實驗系統(tǒng)各單元部件都以計算機結(jié)構(gòu)模型布局，清晰明了，系統(tǒng)在實驗時即使不借助 PC 機，也可實時監(jiān)控數(shù)據(jù)流狀態(tài)及正確與否, 實驗系統(tǒng)的軟硬件對用戶的實驗設(shè)計具有完全的開放特性，系統(tǒng)提供了微程序控制器和組合邏輯控制器兩種控制器方式， 系統(tǒng)還支持手動方式、聯(lián)機方式、模擬方式三種工作方式，系統(tǒng)具備完善的尋址方式、指令系統(tǒng)和強大的模擬調(diào)試功能。XCV200 實驗板在 COP2022 實驗儀中的 FPGA 實驗板主要用于設(shè)計性實驗和課程設(shè)計實驗，它的核心器件是 20 萬門 XCV200 的 FPGA 芯片。用 FPGA 實驗板可設(shè)計 8 位16 位和 32 位模型機。XCV200 相應(yīng)管腳已經(jīng)連接好配合 FPGA 實驗板的 PC 調(diào)試軟件可方便地進行各種實驗。U3 IDT71V016SA 是 64Kx16 位存儲器能保存大容量的程序。C0C5 D0D5 是 12 個 7 段數(shù)碼管用于顯示模型機內(nèi)部的寄存器總線數(shù)值，在設(shè)計時可將需要觀察的內(nèi)部寄存器總線等值接到這些 7 段管上直觀地觀察模型機運行時內(nèi)部狀態(tài)變化。A0AB0B7 是 16 個 LED 發(fā)光二極管用于顯示模型機內(nèi)部的狀態(tài)例如進位標(biāo)志零標(biāo)志中斷申請標(biāo)志等等。K0(07)K4(07)是四十個開關(guān)用于輸入外部信號，例如在做單步實驗時這些開關(guān)可用來輸入地址總線值數(shù)據(jù)總線值控制信號等。T6B595 是 7 段數(shù)碼管的驅(qū)動芯片， 74HC1649 是串轉(zhuǎn)并芯片，用于接 16 個 LED。（2）EDA 環(huán)境?Xilinx foundation 設(shè)計軟件Xilinx foundation 是 Xilinx 公司的可編程期間開發(fā)工具，該平臺如圖 所示）功能強大，主要用于百萬邏輯門設(shè)計。圖 Xilinx foundation 設(shè)計平臺 設(shè)計入口工具包括原理圖編輯器、有限狀態(tài)機編輯器、硬件描述語言（HDL ）編輯器、LogiBLOX 模塊生成器、Xilinx 內(nèi)核生成器等軟件。其功能是：接收各種圖形或文字的設(shè)計輸入，并最終生成網(wǎng)絡(luò)表文件。設(shè)計實現(xiàn)工具包括流程引擎、限制編輯器、基片規(guī)劃器、FPGA 編輯器、FPGA 寫入器等軟件。設(shè)計實現(xiàn)工具用于將網(wǎng)絡(luò)表轉(zhuǎn)化為配置比特流，并下載到器件。設(shè)計驗證工具包括功能和時序仿真器、靜態(tài)時序分析器等，可用來對設(shè)計中的邏輯關(guān)系及輸出結(jié)果進行檢驗，并詳盡分析各個時序限制的滿足情況。?COP2022 仿真軟件COP2022 集成開發(fā)環(huán)境是為 COP2022 實驗儀與 PC 機相連進行高層次實驗的配套軟件，它通過實驗儀的串行接口和 PC 機的串行接口相連，提供匯編、反匯編、編輯、
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