實驗三 MIPS運算器設(shè)計
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設(shè)計要求：
利用前面實驗封裝好的32位加法器以及 Logisim 平臺中現(xiàn)有運算部件，構(gòu)建一個32位算術(shù)邏輯運算單元（禁用 Logisim 系統(tǒng)自帶的加法器，減法器），可支持算術(shù)加、減、乘、除，邏輯與、或、非、異或運算、邏輯左移、邏輯右移、算術(shù)右移運算，支持常用程序狀態(tài)標(biāo)志（有符號溢出 OF 、無符號溢出 UOF ，結(jié)果相等 Equal
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搭建【四位先行進位芯片CLA74182】
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在上一步基礎(chǔ)上，搭建【4位快速加法器】
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在上一步基礎(chǔ)上，搭建【32位快速加法器】
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ALU內(nèi)部功能模塊搭建，引腳與各功能如下
????????將加、減、乘、除，邏輯與、或、非、異或運算、邏輯左移、邏輯右移、算術(shù)右移分別進行運算并得到結(jié)果，通過多路選擇器將所選運算方式對應(yīng)的結(jié)果給Result，乘除運算時將高位結(jié)果或余給Result2，其余情況Result2結(jié)果為0
實驗?zāi)康模?/h3>
????????學(xué)生理解算術(shù)邏輯運算單元（ALU）的基本構(gòu)成，掌握 Logisim 中各種運算組件的使用方法，熟悉多路選擇器的使用，能利用前述實驗完成的 32 位加法器、 Logisim 中的運算組件構(gòu)造指定規(guī)格的 ALU 單元。
方案設(shè)計：
? ? ? ? A.宏觀設(shè)計
? ? ? ? ? ? ? ? a.? 加減法溢出判斷
????????????????b.? 兩數(shù)比較模塊
????????????????c.? 算數(shù) / 邏輯 左右移動?
????????????????d.? 基礎(chǔ)運算模塊
????????????????e.? 支持模塊-32位加法器
????????????????f.? ?支持模塊-CAL74182芯片
????????????????g.? 支持模塊-四位快速加法器
? ? ? ? B.實驗步驟
從小到大開展電路構(gòu)建，到ALU設(shè)計區(qū)進行分模塊設(shè)計，步步為營
? ? ? ? ? ? ? ? a.CAL74182
? ? ? ? ? ? ? ? b.四位快速加法器
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? ? ? ? ? ? ? ? c.? 32位加法器
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? ? ? ? ? ? ? ? d.? ?ALU-位移模塊：y取0-4即可，題目要求
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? ? ? ? ? ? ? ? e.? ALU-運算模塊
? ? ? ? ? ? ? ? f.??ALU-溢出檢測模塊
? ? ? ? ? ? ? ? g.??ALU-比較模塊：結(jié)果需要位拓展保持32位
? ? ? ? ? ? ? ? h.MUX選擇輸出模塊
這里是無奈之舉，做好所有運算結(jié)果，然后選擇部分輸出
? ? ? ? C.故障調(diào)試
? ? ? ? ? ? ? ? a.MUX在連線密集時候，出現(xiàn)重疊連線導(dǎo)致提交報錯，在編輯布線過程中要格外小心
（MUX連起來時候，結(jié)點會變成圓形，有時候會和器件疊加在一起，不拖動極難發(fā)覺出錯）
? ? ? ? ? ? ? ? b.對減的時候要取補碼處理，忘了又炸了一次
? ? ? ? ? ? ? ? c.進位溢出判斷是一個藏著很深的bug，無符號加減法溢出位永遠是0，判斷溢出應(yīng)該是看運真實數(shù)值得出
? ? ? ? ? ? ? ? d.位移取得第5位就可以了，多的不要
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電路優(yōu)點：功能豐富，集成度高
電路缺點：我們這個設(shè)計是同時啟用所有運算部件，最后根據(jù)請求來選擇輸出部分數(shù)據(jù)；而不是看需要什么運算來啟用部分組件，這會導(dǎo)致額外的資源支出
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成果展示：
文章來源：http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-426205.html
心得體會：
????????這次搭建的電路極多，設(shè)計量大，電路邏輯復(fù)雜，bug頻出而且極難調(diào)整，甚至都沒有可用的參考資料，對心理素質(zhì)是極大的考驗；通過嚴(yán)謹?shù)姆治龊退伎?，在最終成果上能夠有所突破，令我感到慰藉，這是對攻堅精神的最好詮釋。通過本次實驗深刻理解了各類運算芯片的使用方法，是一次收獲頗豐的實踐過程。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-426205.html
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