串行信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì) (2)課件

有符號(hào)數(shù)的＋、－運(yùn)算寄存器堆的設(shè)計(jì)自命題（序列檢測(cè)器設(shè)計(jì)）任務(wù)（二）設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單ALU單元。要求：1.輸入按鍵0—9（或用10個(gè)開(kāi)關(guān)代替數(shù)字0—9）。2．用數(shù)碼管（或發(fā)光二極管）顯示結(jié)果數(shù)值。模塊接口信號(hào)名信號(hào)方向描述A[31:0]輸入ALU第一個(gè)數(shù)據(jù)輸入端B[31:0]輸入ALU第二個(gè)數(shù)據(jù)輸入端Ctrl[4:0]輸入ALU運(yùn)算功能編碼C[31:0]輸出ALU運(yùn)算結(jié)果

Zero輸出運(yùn)算結(jié)果0標(biāo)志

Overflow輸出運(yùn)算結(jié)果溢出標(biāo)志(只在進(jìn)行有符號(hào)數(shù)運(yùn)算才有意義)Compare輸出比較運(yùn)算的結(jié)果

編號(hào)

功能名稱(chēng)Ctrl編碼運(yùn)算功能1無(wú)操作00000C=B2‘無(wú)符號(hào)加’運(yùn)算00001C=A+B3‘有符號(hào)加’運(yùn)算00010C=A+B4‘減’運(yùn)算00011C=A-B5‘有符號(hào)減’運(yùn)算00100C=A-B編號(hào)

功能名稱(chēng)Ctrl編碼運(yùn)算功能6‘與’運(yùn)算00101C=A&B7‘或’運(yùn)算00110C=A|B8‘或非’運(yùn)算00111C=~(A|B)9‘異或’運(yùn)算01000C=A^B10‘小于置位’運(yùn)算01001C=(A＜B)?1:011‘有符號(hào)小于置位’運(yùn)算01010C=(A＜B)?1:012小于001011Compare=(A＜0)?1:013小于等于001100Compare=(A≤0)?1:014大于001101Compare=(A＞0)?1:015大于等于001110Compare=(A≥0)?1:016等于01111Compare=(A＝B)?1:017不等10000Compare=(A≠B)?1:0功能定義開(kāi)始C=A+BA、B都是正數(shù)？和的最高位＝1？置溢出標(biāo)志和的最高位清零A、B都是負(fù)數(shù)？和的最高位＝0？置溢出標(biāo)志和的最高位置1YYYYNNNN2．流程圖：moduleALU(A,B,C,ctl,zero,over,cmp);input[3:0]A,B;input[4:0]ctl;output[3:0]C;outputzero,over,cmp;reg[3:0]C;regcmp,over;assignzero=(C==4'b0000)?1:0;always@(ctlorAorB)case(ctl)5'd00:C=B;5'd01:C=A+B;5‘d02:C<=A+B;//有符號(hào)5'd03:C=A-B;5‘d04:C=A-B;//有符號(hào)5'd05:C=A&B;5'd06:C=A|B;5'd07:C=~(A|B);5'd08:C=A^B;5'd09:beginif(A<B)C=1;elseC=0;end5‘d10:beginif(A<B)C=1;elseC=0;end//有符號(hào)5'd11:beginif(A<0)cmp=1;elsecmp=0;end5'd12:beginif(A<=0)cmp=1;elsecmp=0;end5'd13:beginif(A>0)cmp=1;elsecmp=0;end5'd14:beginif(A>=0)cmp=1;elsecmp=0;end5'd15:beginif(A==B)cmp=1;elsecmp=0;end5'd16:beginif(A!=B)cmp=1;elsecmp=0;endendcaseendmodule5'd02:beginC<=A+B;if(!(A[3]^B[3])&&!A[3]) if(C[3])beginover<=1;C[3]<=0;end

elseover<=0;else

if(!(A[3]^B[3])&&A[3]) if(!C[3])beginover<=1;C[3]<=1;end

elseover<=0;

end//３．原程序：任務(wù)（二）設(shè)計(jì)寄存器堆。要求：完成對(duì)4個(gè)不同數(shù)據(jù)、不同地址的讀寫(xiě)操作。模塊接口信號(hào)定義信號(hào)名信號(hào)方向描述Clk輸入MIPS-C處理器時(shí)鐘Reset輸入復(fù)位信號(hào)RS1[4:0]輸入讀寄存器文件時(shí)的第1個(gè)寄存器下標(biāo)RS2[4:0]輸入讀寄存器文件時(shí)的第2個(gè)寄存器下標(biāo)RD[4:0]輸入寫(xiě)寄存器文件時(shí)的寄存器下標(biāo)RegWrite輸入寄存器文件寫(xiě)使能RData1[31:0]輸出

讀寄存器文件時(shí)的第1個(gè)寄存器的輸出RData2[31:0]輸出讀寄存器文件時(shí)的第2個(gè)寄存器的輸出WData[31:0]輸出?寄存器文件寫(xiě)入數(shù)據(jù)功能定義編號(hào)功能名稱(chēng)功能描述1讀寄存器RData1輸出RS1[4:0]所尋址的寄存器；RData2輸出RS2[4:0]所尋址的寄存器。2寫(xiě)寄存器當(dāng)時(shí)鐘上升沿到來(lái)時(shí)，并且RegWrite有效時(shí)，WData被寫(xiě)入RD[4:0]所尋址的寄存器自命題（序列檢測(cè)器設(shè)計(jì)）clkxy序列檢測(cè)器設(shè)計(jì)一個(gè)學(xué)號(hào)序列檢測(cè)器，檢測(cè)學(xué)號(hào)的低6位構(gòu)成的8421碼序列。檢測(cè)器模塊模型：信號(hào)發(fā)生器說(shuō)明：clk同步時(shí)鐘；x串行信號(hào)輸入；y序列檢測(cè)成功指示信號(hào)。串行信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)能接收掃描鍵盤(pán)的數(shù)字信息鍵盤(pán)信息可顯示在掃描顯示器上按輸入信息的最后四位BCD碼作為串行信號(hào)發(fā)生器的輸入數(shù)據(jù)，并作串行輸出設(shè)計(jì)過(guò)程鍵值輸入（JZin

）：八位鍵掃描信號(hào)（Jscan

）：一位，輸出顯示輸出（XSout

）：八位顯示掃描信號(hào)（XSscan

）：三位，輸出串行信號(hào)輸出（CXXH

）：一位工作時(shí)鐘（CLK）：一位，輸入串行同步時(shí)鐘（synCLK

）：一位，輸出第一步：確定引腳的位寬、名稱(chēng)和輸入輸出極性。（依據(jù)：功能要求）8JZinJscan8XSout3XSscanCXXHCLKsynCLKCXXHFSQ設(shè)計(jì)過(guò)程第三步：模塊設(shè)計(jì)：時(shí)鐘模塊CLKsynCLKnJZCLKXSCLKCLKFPQ問(wèn)題：各時(shí)鐘的頻率（速度）不知道？設(shè)計(jì)過(guò)程第三步：模塊設(shè)計(jì)：串行信號(hào)發(fā)生器模塊CXXHsynCLK43BCDinXCDZsynCLKnCXFSQ鍵盤(pán)硬件電路CBAY0Y7KB0KB1KB2RL0RL1RL2RL3RL4RL5RL6RL7實(shí)驗(yàn)箱上提供的接口鍵值識(shí)別模塊流程開(kāi)始Y置第一次標(biāo)志存鍵值和掃描狀態(tài)N鍵值≠hff？Y清第一次標(biāo)志轉(zhuǎn)換鍵值為BCD碼置鍵值有效標(biāo)志第一次標(biāo)志有效且掃描狀態(tài)相等？N清鍵值有效標(biāo)志設(shè)計(jì)過(guò)程第三步：模塊設(shè)計(jì)：掃描顯示模塊XSoutXSscan83XSCLK4BCDinSMXSyxj引腳說(shuō)明：CXXHsynCLK設(shè)計(jì)過(guò)程第三步（1）：掃描顯示模塊的再設(shè)計(jì)XSoutXSscan83XSCLK4BCDin4BCDoutXCDZ3SMXSXSmem顯存7段譯碼器XSout8多路選擇器43地址發(fā)生器XSCLKXSscanXCDZBCDoutBCDin？問(wèn)題：多個(gè)地址訪問(wèn)，存儲(chǔ)器的內(nèi)容會(huì)變嗎？顯示應(yīng)至少兩種模式