1、精選文檔算術規律單元ALU的設計班 級：計科1201班學 號：1208030113姓 名：何志強設計日期：2014-11-20西安科技高校計算機科學與技術學院1. 試驗題目 算數規律單元ALU的設計2. 試驗目的 設計一個簡潔的算數規律單元，并用Verilog實現，得到仿真波形。3. 試驗設備 安裝有modelsim和Quartus2的PC機一臺4.試驗原理算術規律單元ALU集成了各種算術運算和規律運算部件的功能，包括加、減、乘、除等數值運算、規律運算、移位運算等。把這些功能集成在一個規律部件ALU之中，使得ALU具有算術運算和規律運算功能。這種設計方法可以使得功能比較緊湊，簡化對規律運算部件

2、和算術運算部件的使用。同時還能最大限度的復用某些規律部件，從而削減規律電路的使用。3.1設計ALU首先要對各種算數規律運算進行編碼。表1為本文設計的處理器有用的ALU功能編碼表。表1 ALU功能編碼表算術規律單元ALU的實現算術規律單元ALU的內部具體設計算術規律單元ALU的Verilog的實現 module ALU181A(S,A,B,F,M,CN,CO,FZ);input3:0 S;input7:0 A,B;input M,CN;output7:0 F;output CO,FZ;wire7:0 F;wire CO;wire8:0 A9,B9;reg FZ;reg8:0 F9;assign

3、A9=1'b0,A;assign B9=1'b0,B;always (M or CN or A9 or B9 or S) begincase(S)4'b0000: if(M=0) F9<=A9+CN; else F9<=A9;4'b0001: if(M=0) F9<=(A9|B9)+CN; else F9<=(A9)&B9;4'b0010: if(M=0) F9<=(A9|(B9)+CN; else F9<=A9;4'b0011: if(M=0) F9<=9'b000000000-CN;

4、else F9<=9'b000000000;4'b0100: if(M=0) F9<=A9+(A9&B9)+CN; else F9<=(A9&B9);4'b0101: if(M=0) F9<=(A9+B9)+(A9&B9)+CN); else F9<=B9;4'b0110: if(M=0) F9<=A9-B9-CN; else F9<=A9B9;4'b0111: if(M=0) F9<=A9+(B9)-CN; else F9<=A9&(B9);4'b1000:

5、if(M=0) F9<=A9+(A9&B9)+CN; else F9<=(A9)+B9;4'b1001: if(M=0) F9<=A9+B9+CN; else F9<=(A9B9);4'b1010: if(M=0) F9<=A9+(B9)+(A9&B9)+CN; else F9<=B9;4'b1011: if(M=0) F9<=(A9&B9)+CN; else F9<=(A9&B9);4'b1100: if(M=0) F9<=A9+A9+CN; else F9<=9

6、9;b000000001;4'b1101: if(M=0) F9<=(A9+B9)+A9+CN; else F9<=A9+(B9);4'b1110: if(M=0) F9<=A9+(B9)+A9+CN; else F9<=A9+B9;4'b1111: if(M=0) F9<=A9-CN; else F9<=A9;default: F9<=9'b000000000;endcaseendassign F=F97:0;assign CO=F98;endmodule/include"ALU181.v"modu

7、le TestA; reg7:0 a,b; reg3:0 s; reg m,cn; wire7:0 f; wire co,fz; initial begin a=8'b00000001; b=8'b00000001; s=4'b1001; m=0; cn=0; #2000 a=8'b10001001; b=8'b00000001; s=4'b1001; m=0; cn=0; #2000 a=8'b00010001; b=8'b01001011; s=4'b1001; m=0; cn=0; #2000 a=8'b01

8、001001; b=8'b01001001; s=4'b1001; m=0; cn=0; #2000 a=8'b11000001; b=8'b10101001; s=4'b1001; m=0; cn=0; #2000 a=8'b01010001; b=8'b01000011; s=4'b1001; m=0; cn=0; #2000 a=8'b00001101; b=8'b01001001; s=4'b1001; m=0; cn=0;endALU181A alu181a1(.S(s),.A(a),.B(b),.F(f),.M(m),.CN(cn),.CO(co),.FZ(fz);endmodule6試驗結果分析 試驗結果： 在這個試驗中，我以74181