寄存器组的设计与实现

寄存器组的设计与实现

第______ _________组

成员___ ____ ____

实验日期___ _____ _____

实验报告完成日期___________

1、实验目的

１、学习掌握Ｑｕａｒｔｕｓ软件的基本操作；

２、理解寄存器组的工作原理和过程；

３、设计出寄存机组并对设计的正确性进行验证；

二、实验内容

１、设计出功能完善的寄存器组，并对设计的正确性进行验证。要求如下：

（１）用图形方式设计出寄存器组的电路原理图

（２）测试波形时用时序仿真实现，先将不同的数据连续写入

４个寄存器后，再分别读出

（３）将设计文档封装成器件符号。

（４）数据的宽度最好是１６位

２、能移位的暂存器实验，具体要求如下：

（１）用图形方式设计出能移位的暂存器电路原理图，分别实

现左移、逻辑右移和算术右移。

（２）测试波形时要用时序仿真实现，测试数据不要全为０也

不要全为１，算术右移的测试数据要求为负数（即符号位为

１）

（３）将设计文档封装成器件符号。

（4）数据的宽度最好是１６位

三、能完善的寄存器组设计思想

1、对于寄存器组设计思路

利用具有三态功能的寄存器堆７４６７０芯片进行设计，根据实验要求，需要设计１６位的存储器组，则需要７４６７０芯片４片，在寄存器组工作时，同时对４片７４６７０芯片进行读写操作控制，封装后即可作为包含有４个寄存器的１６位寄存器组在主机系统中调用。

2、对７４６７０器件的学习

７４６７０（三态输出４×４寄存器堆）提供４个４位的寄存器，在功能上可对４个寄存器去分别进行写操作和读操作。在寄存器进行写操作时，通过ＷＢ、ＷＡ两个寄存器选择端的组合和００、０１、１０、１１、来选择寄存器，公国ＧＷＮ写操作端控制进行三态控制，在ＧＷＮ为低电平时将数据写入端数据Ｄ４Ｄ３Ｄ２Ｄ１写入该寄存器；在寄存

器进行读操作时，通过ＲＢ/ＲＡ两个寄存器选择端的组合和００、０１、１０、１１来选择寄存器，通过ＧＲＮ读控制端进行三态控制，在ＧＲＮ为低电平时将所选寄存器数据通过Ｑ４Ｑ３Ｑ２Ｑ１进行输出，芯片图如下：

功能表如下：

读功能表：写功能表：

四、能完善的

寄存器组逻辑

电路图（以框

图方式画）

五、能移位的暂存器设计思想

算术移位和逻辑移位区别：

算术移位是对带符号数进行移位，逻辑移位对无符号数进行移位。示意图如下：

７４１９８和７４１９４芯片都具有移位暂存功能，扩展位数后可设计成１６位的移位暂存器。

７４１９４的端口中，ＣＬＲＮ为清零端，Ｓ１Ｓ０为模式选择端，选择移位方式；输入端口ＡＢＣＤ为并行输入端，用于移位寄存器置数；ＳＬＳＩ、ＳＲＳＬ为串行输入端，表示移位后补充的值；ＣＬＫ为移位时钟；ＱＡ~ＡＢ为输出端，功能表如下：

７４１９８:８位双向移位寄存器，功能表如下：

六、能移位的暂存器逻辑电路图（以框图方式画）