计算机组成原理模型机实验报告材料.doc

实验六计算机系统综合设计与实现一、实验目的1、深入理解计算机系统工作的基本原理,建立整机概念。2、融会贯通计算机组成原理课程的容,通过知识的综合运用,加深对计算机系统各模块的工作原理及相互联系的认识。3、培养科学研究的独立工作能力,取得工程设计与组装调试的实践经验。二、实验要求1、将已经设计的运算器、存储器和控制器连接,构建完整的计算机系统;2、编写一段可以实现一定功能的指令程序,进行计算机整机系统功能的验证。3、所有任务要求功能仿真和必要的验证。实验完成后,一周提交实验报告。三、实验设备PC机+QuartusⅡ+FPGA(DE2-115)+TEC-8实验箱四、计算机系统(TEC-8)综合逻辑框图硬连线控制器控制信号切换电路ALUA端口B端口CZR0R1R2R3IRPCAR双端口RAMDBUS五、实验任务1、将实验二的运算器、实验三的存储器和实验五的控制器连接,构建完整的计算机系统;2、计算机整机系统功能测试,进行功能仿真和时序仿真并在DE2-115上验证。(1)根据指令系统,编写一段可以实现一定功能的程序,要求:有一个合理的运算功能和逻辑关系;指令数量:不少于8条;指令类型:停机、跳转、RR、读存、写存、算术和逻辑运算;(2)将指令程序手工汇编成二进制代码;(3)理论上设置寄存器的初值,并计算程序执行后的结果;(4)将指令程序的二进制代码存入存储器RAM中;(5)将需要的运算数据初值存入寄存器R0-R3中;(6)进行程序连续运行的功能仿真和时序仿真,将仿真运算结果与理论计算结果进行比较。六、实验步骤实验电路图子模块(1)(en,Din,Dout);inputen;wireen;input[7:0]Din;wire[7:0]Din;output[7:0]Dout;reg[7:0]Dout;always(enorDin)beginif(en)Dout<=Din;elseDout<=8'bzzzzzzzz;endendmodule`timescale1ps/1psmoduletri_74244_vlg_tst();regeachvec;reg[7:0]Din;regen;wire[7:0]Dout;`timescale1ps/1psmoduletri_74244_vlg_tst();regeachvec;reg[7:0]Din;regen;wire[7:0]Dout;tri_74244i1( .Din(Din), .Dout(Dout), .en(en));integeri;initialbegini=0;Din=8'b00000000;en=0;en=1;#30en=0;#40en=1;endinitialbeginfor(i=0;i<10;i=i+1)begin#10Din=i;endendendmoduletri74244功能仿真(2) (en,in,out);input[2:1]in;inputen;output[4:1]out;reg[4:1]out;always(enorin)if(en)case(in)2'b00:out=4'b0001;2'b01:out=4'b0010;2'b10:out=4'b0100;2'b11:out=4'b1000;default:out=4'b0000;endcaseelseout=4'b0000;`timescale1ns/1psmodulede2_4_vlg_tst();regeachvec;regen;reg[2:1]in;wire[4:1]out;de2_4i1( .en(en), .in(in), .out(out));initialbeginen=0;endinitialbegin#10en=1;endinitialbegin#5in=2'b00;#15in=2'b01;#15in=2'b10;#15in=2'b11;#40$finish;endinitial$monitor($time,,,"en=%bin=%bout=%b",en,in,out);endmodulereg8