文档介绍：计算机组成原理
实验报告
评语：
成绩
教师：
年月日
班级：
学号：
姓名：
地点：
时间：
实验一存储器实验
1．FPGA中LPM_ROM定制与读出实验
一．实验目的
1、掌握FPGA中lpm_ROM的设置，作为只读存储器ROM的工作特性和配置方法。
2、用文本编辑器编辑mif文件配置ROM，学****将程序代码以mif格式文件加载于lpm_ROM中；
3、在初始化存储器编辑窗口编辑mif文件配置ROM；
4、验证FPGA中mega_lpm_ROM的功能。
二．实验原理
ALTERA的FPGA中有许多可调用的LPM (Library Parameterized Modules)参数化的模块库，可构成如lpm_rom、lpm_ram_io、lpm_fifo、lpm_ram_dq的存储器结构。CPU中的重要部件，如RAM、ROM可直接调用他们构成，因此在FPGA中利用嵌入式阵列块EAB可以构成各种结构的存储器，lpm_ROM是其中的一种。lpm_ROM有5组信号：地址信号address[ ]、数据信号q[ ]、时钟信号inclock、outclock、允许信号memenable，其参数都是可以设定的。由于ROM是只读存储器，所以它的数据口是单向的输出端口，ROM中的数据是在对FPGA现场配置时，通过配置文件一起写入存储单元的。图3-1-1中的lpm_ROM有3组信号：inclk——输入时钟脉冲；q[23..0]——lpm_ROM的24位数据输出端；a[5..0]——lpm_ROM的6位读出地址。
实验中主要应掌握以下三方面的内容：
⑴ lpm_ROM的参数设置；
⑵ lpm_ROM中数据的写入，即LPM_FILE初始化文件的编写；
⑶lpm_ROM的实际应用，在GW48_CP+实验台上的调试方法。
三．实验步骤
（1）用图形编辑，进入mega_lpm元件库，调用lpm_rom元件，设置地址总线宽度address[]和数据总线宽度q[]，分别为6位和24位,并添加输入输出引脚，如图3-1-1设置和连接。
（2）设置图3-1-1为工程。
（3）在设置lpm_rom数据参数选择项lpm_file的对应窗口中（图3-1-2），用键盘输入lpm_ROM配置文件的路径（），然后设置在系统ROM/RAM读写允许，以便
能对FPGA中的ROM在系统读写。
(4) 用初始化存储器编辑窗口编辑lpm_ROM配置文件（）。这里预先给出后面将要用到的微程序文件：。（图3-1-3）。
（5）全程编译。
（6）下载SOF文件至FPGA，改变lpm_ROM的地址a[5..0]，外加读脉冲，通过实验台上的数码管比较读出的数据是否与初始化数据()一致。
注：下载sof示例文件至实验台上的FPGA，，24位数据输出由数码8至数码3显示，6位地址由键2、键1输入，键1负责低4位，地址锁存时钟CLK由键8控制，每一次上升沿，将地址锁入，数码管8/7/6/5/4/3将显示ROM中输出的数据。发光管8至1显示输入的6位地址值。
图3-1-1lpm_ROM的结构图
图3-1-
（7）打开QuartusII的在系统存储模块读写工具，了解FPGA中ROM中的数据，并对其进行在系统写操作（图3-1-4）。
图3-1-4在系统存储模块读写
实验二运算器组成实验
运算器是组成中央处理单元的核心部件之一，在计算机中，运算器在控制器作用下实现其算术/逻辑运算功能，它不仅可以完成数据的算术/逻辑运算，也可以作为计算机中数据信息传输的通路。
本单元实验的设计，使同学们通过对74181通用算术逻辑器件的功能测试，了解运算器的结构以及电子器件是如何进行算术和逻辑运算、进位的处理等。如何使用运算器构成数据通路也是主要实验内容。
一．算术逻辑运算实验
（一）、实验目的
了解简单运算器的数据传输通路。
验证运算功能发生器的组合功能。
掌握算术逻辑运算加、减、与的工作原理。
验证实验台运算的8位加、减、与、直通功能。
，完成几种指定的算术和逻辑运算。
（二）、实验原理
算术逻辑单元ALU的数据通路如图2-1所示。其中运算器ALU181根据74LS181的功能用VHDL硬件描述语言编辑而成，构成8位字长的ALU。参加运算的两个8位数据分别为A[7..0]和B[7..0]，运算模式由S[3..0]的16种组合决定，而S[3..0]的值