MIPS运算器设计实验
实验目的
理解 的基本构成,掌握 中各种运算组件的使用方法,熟悉多路选择器的使用,能利用前述实验完成的 位加法器、 中的运算组件构造指定规格的 单元。
主要任务
利用前面实验封装好 位加法器以及 平台中现有运算部件,构建一个 位算术逻辑运算单元(禁用 系统自带的加法器,减法器),可支持算术加、减、乘、除,逻辑与、或、非、异或运算、逻辑左移、逻辑右移、算术右移运算,支持常用程序状态标志(有符号溢出 、无符号溢出 ,结果相等),在主电路中详细测试自己封装的 ,并分析该运算器的优缺点。
实验原理
逻辑左移、逻辑右移、算数右移用移位器实现。
无符号乘法用乘法器实现, 的乘法器自带高比特位输出;无符号除法用除法器实现, 的除法器自带余数输出。
加法由之前做好的 位快速加法器实现,当最高位 位向 位有进位时,无符号加法产生溢出,即 ;当最高数据位和符号位进位不同步时,有符号加法产生溢出,即 。减法同样由 位快速加法器实现,求 时,输入 和 ,并令 ,实现求补操作;同加法类似,,。
逻辑运算与、或、非、异或、或非可由四种逻辑门实现。
有符号数比较和无符号数比较可由比较器实现。
设计好所有计算电路后,根据操作码,用多路选择器选择一个结果输出。
电路图
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