嵌入式系统设计

发布 2022-10-21 06:31:28 阅读 3853

实验报告。

姓名: 学号:201111

学院:信息科学与技术学院。

专业:电子信息科学与技术。

实验一 2位alu的设计与实现。

一实验目的:

1. 理解alu的功能及在处理器的地位。

2. 掌握alu的结构化(分模块,分层次)的设计方法。

3. 掌握quartus的使用方法。

二.实验仪器及设备:

pc机+ quartusⅱ 9.0 + de2-70

三. 实验原理。

alu(arithmetic logic unit,算术逻辑单元)是处理器 cpu 中用于计算的那一部分。它负责处理数据的运算工作,包括算术运算起(如:加、减、乘、除等),逻辑运算(如:

and、or、not..等)及关系运算(比较大小等关系),并将运算的结果存回记忆单元。其主要功能如下表所示。

通过对 alu 功能表的观察,并经过简单和直接的思考,可知,alu 可由 au,lu 和mux 三个子模块构成。其中 au 负责代数运算,lu 负责逻辑运算,mux 则决定当前选用哪种运算。输入数据为 a,b,位宽为4 位,输出数据alu_out,位宽也是 4 位,输入控制信号为 s0,s1,c0,m。

根据功能表,s0,s1 信号控制 lu 模块作何种逻辑运算,s0,s1,c0 信号控制 au 模块作何种代数运算,m 信号控制 mux 模块选择种类型。

四、实验步骤:

1.打开quartus软件,新建工程,并新建一个verilog文件。

2.编写verilog程序:

1.程序**。

module asd(out,m,s1,s0,c0,a,b);

output[1:0] out;

reg[1:0] out;

input[1:0] a,b;

input m,s1,s0,c0;

always @(m or s1 or s0 or c0)

if (m==1'b0) /lu

case ()

2'b00: out <=a & b;

2'b01: out <=a | b;

2'b10: out <=a ^ b;

2'b11: out <=a ^~b;

default: out <=4'bxxxx;

endcase

else if (m==1'b1) /au

case ()

3'b000: out <=a;

3'b001: out <=a +1;

3'b010: out <=a + b;

3'b011: out <=a + b +1;

3'b100: out <=a + b;

3'b101: out <=a - b;

3'b110: out <=a + b;

3'b111: out <=b - a;

default: out <=4'bxxxx;

endcase

elseout <=4'bxxxx;

endmodule

2.将程序写入到quartus中可得下图。

3.运行无误后,进行电路**。

五.实验心得。

本次实验通过教程学习了quartus软件,从而对实验步骤和操作都有了很大提高,中间虽然遇到了很大问题,但最终都解决了。

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