21520223 nguyenphuhao baocaothlab02

Báo cáo thực hành Lab02 Báo cáo thực hành Lab02 Nguyễn Phú Hào BÁO CÁO LAB02 1 Lý thuyết 2 Thực hành 2 1 Mô phỏng ALU Hình 2 1 Cấu tạo ALU ALU được thiết kế với AU gồm phép cộng và phép trừ , LU gồm p.

Báo cáo thực hành Lab02 Nguyễn Phú Hào BÁO CÁO LAB02 Lý thuyết Thực hành 2.1 Mô ALU Hình 2.1: Cấu tạo ALU ALU thiết kế với AU gồm phép cộng phép trừ , LU gồm phép AND NAND Opcode[1:0] Opcode Phép toán 00 A+B 01 A-B 10 AB 11 ¬(A B) A B Opcode[2] 8 AU R LU Bảng 2.1: Bảng bảng hoạt động cấu tạo ALU a Như tên gọi nó, ALU mạch tổ hợp có chức thực phép tốn số học luận lý b Dựa theo tín hiệu điều khiển Opcode mà ALU thực thao tác tương tứng theo bảng hoạt động 2.1 c thao tác đầu số học thao tác sau luận lý, nên chia ALU thành mạch AU LU hình bên phải d Việc lựa chọn kết số học (AU) hay luận lý (LU) định chọn Mux4 *Nguyên lý hoạt động: bao gồm thao tác chính: nhập liệu đầu vào thao tác với điều khiển Opcode Với tính hiệu điều khiển khác mạch ALU cho kết dựa phép toán tương ứng( chi tiết xem bảng 2.1) 2.2 Mô Register File ghi bit EN 0 1 Hình 2: Register File ghi bit Clock 1 Bảng 2.2: Bảng chân trị Register File F* F* F* F* A Vì ghi nên ta dùng chọn Mux4 để lựa chọn ghi để gửi liệu tới ngõ dựa vào ngõ vào điều khiển *Nguyên lý hoạt động: Để lưu trữ liệu tạm vào ghi ta chọn mạch Decoder để phân từ ngõ vào tới ngõ ra: • Khi cổng EN tất ngõ khơng thích cực, nghĩa Decoder không phân chia liệu vào ghi • Khi cổng EN Decoder hoạt động bình thường, phân chia liệu thời điểm vào ghi Bài tập 3.1 Cải tiến ALU với phép toán: A+B, A+1, A-B, A-1, A AND B, A OR B, NOT A, A XOR B Hình 1: ALU với phép tốn : A+B, A+1, A-B, A-1, A AND B, A OR B, NOT A, A XOR B • ALU cải tiến với Mux6 – Opcode bits để chọn phép tốn OPCODE PHÉP TỐN 000 A+1 001 A-1 010 A+B 011 A-B 100 A AND B 101 A OR B 110 A XOR B 111 NOT A Bảng 1: Bảng chân trị ALU phép toán 3.2 Thiết kế mô lại Register Files với địa xuất riêng với địa ghi Hình 2: Register Files với địa xuất riêng với địa ghi Tương tự với Register Files phần 2.2 Tuy nhiên, ta tách Decode Mux để điều khiển 2-bit riêng biệt để chọn địa ghi địa xuất cho ghi 3.3 Thiết kế mạch tổ hợp có chức chuyển đổi số thành MSSV? * Ý tưởng: thiết kế chuyển đổi binary2Student dựa mã hóa ký số theo thứ tự từ đến thành MSSV Các bước thực hiện: Bước 1: xác định số ngõ vào ngõ ra: + Ngõ vào ngõ: ký số từ đến nên ngõ phù hợp + Ngõ (hoặc 4): MSSV cần chuyển đổi 21520223 ký số lớn nên nằm phạm vi biểu diễn ngõ (nếu dùng ngõ mạch khơng tối ưu) Trường hợp MSSV có ký số lớn chuyển sang bit nhị phân 1000 1001 nên ngõ biểu diễn mà phải ngõ Bước 2: Lập bảng chân trị Bước 3: tối ưu luận lý, viết hàm Bước 4: vẽ mạch tổ hợp ... ngõ vào ngõ ra: + Ngõ vào ngõ: ký số từ đến nên ngõ phù hợp + Ngõ (hoặc 4): MSSV cần chuyển đổi 21520223 ký số lớn nên nằm phạm vi biểu diễn ngõ (nếu dùng ngõ mạch khơng tối ưu) Trường hợp MSSV