文档介绍：蚁实验一脱机运算器实验腿一、实验目的蒈1、深入了解位片结构运算器AM2901的功能与用法;肄2、学****4片AM2901组成一个16位运算器的级连方式,深化运算器部件的组成、设计、控制和使用等方面的知识。莁二、实验原理芀运算器是计算机中执行各种算术和逻辑运算操作的部件。运算器的基本操作包括加、减、乘、除四则运算,与、或、非、异或等逻辑运算,以及传送、移位、比较等操作。运算器的组成除了ALU单元外,还包括必要的寄存器和移位器等部件。寄存器用于存放操作数和运算结果,以节省访问存储器的时间;移位器实现数据的移位功能,以扩展ALU的运算功能,增加数据传送的灵活性。薆AM2901是一个4位的位片结构运算器,主要由ALU、输入多路选择器、输出选择器、寄存器组和移位器等组成,如图1-1所示。蒄膂二选一肈ALU羈F=+4袂OVR聿F3肇二选一薆三选一蚂A锁存器膁B锁存器膅AB羆16个通用寄存器组莃B羈三选一薇4蒅4肃三选一罿Q寄存器蚆Q3袅Q0袄RAM0肁RAM3肈输出Y芄4薄A口地址袈B口地址***数据D螃4肀I6衿I7 芅F芁R袀S膈图1-1AM2901芯片的内部组成结构蚅1)算术逻辑ALU肂ALU为4位算术逻辑单元,共有8种运算功能,由输入端I5I4I3的编码值决定执行哪一种功能。袁2)通用寄存器组芆AM2901内部有一个通用寄存器组,共有16个4位的寄存器。寄存器组有A和B两个端口,其中端口A只有读出数据功能,端口B具有读出和写入两种功能。即数据可以从A口和B口输出,但只能从B口输入。膄3)Q寄存器螂Q寄存器位4位,在乘除运算中可用来存放乘数或商,故又称为乘商寄存器。Q寄存器本身具有移位功能,可对数据进行左移一位或右移一位的处理。蚈4)ALU输入多路选择器虿AM2901具有两个输入多路选择器R和S,为ALU提供两个操作数。R可选择来自数据线的数据D(来自外部)或寄存器组端口A的数据;S可从寄存器组端口A、B和Q寄存器3个来源选取数据。两个操作数的组合由控制信号I2I1I0的编码确定。薄5)移位器薃4位,用于对ALU的输出实现直送、左移或右移处理。螀6)输出选择器螇选择AM2901输出数据Y的来源。输出数据Y有两个来源:一个是ALU的运算结果F,另一个是直接来自寄存器组端口A。输出数据Y的选择,以及ALU的运算结果F如何传送给寄存器组端口B的输入或Q寄存器,由控制信号I8I7I6的编码值确定。羃表1-1、表1-2和表1-3为ALU操作运算、数据来源以及运算结果处理的选择情况。芃表1-1选择8种运算表1-2选择ALU的8种输入数据组合表1-3选择运算器的8种结果的处置方案螁I5I4I3袆运算类型蚆肃I2I1I0薈R来源S来源芈肆I8I7I6螄寄存器组蚀Q寄存器莆Y输出薅000芀001蚁010蝿011羄100羀101葿110袇111莄R+S螁S-R薀R-S羅R∨S螃R∧S蒁R∧S蚁R⊕S莈R⊕S节000葿001蒆010羆011羂100蒀101蝿110莅111蚂AQ芇AB羇0[1]Q螅0B蒃0A荿D[2]A肅DQ膄D0膃莀000莈001蚃010羃011膈100薆101肃110蚄111艿袈螆F→B膀F→B芀F/2→B羇F/2→B膆2F→B袀2F→B肈F→Q膅薅蚁腿Q/2→Q蒈肄Q/2→Q莁F芀F薆A蒄F膂F肈F羈F袃F袂注:[1]0表示数值恒为0;[2]D表示外部数据。聿7)