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教学计算机软件模拟系统

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第 3 章 数据表示、运算和运算器部件 一、数据编码与表示 二、数据的算术运算 (加减与1位乘除) 三、定点运算器的功能与组成 四、数据的算术运算 (快速乘除法) 五、浮点运算与浮点运算器 六、检错纠错编码 七、本章内容总结 返回 一、数据编码与表示 1. 信息编码二要素 2. 基二码应用实例:数据表示 逻辑数据表示 字符数据表示 ASCII EBCDIC 字符串 汉字 检错纠错码 奇偶校验码 海明校验码 循环冗余校验码 3. 进位记数法与数制转换 定点小数 整数 浮点数 二至十进制数(BCD编码)和码权 4. 定点小数的原码、反码、补码表示与小 结 返回 1. 数字化编码二要素 数值、文字、符号、语音、图形、图像 等统称数据,在计算机内部,都必须用数字化 编码的形式被存储、加工和传送。 数字化编码二要素: ① 少量、简单的基本符号 ② 一定的组合规则 用以表示大量复杂多样的信息 返回 2. 基二码(二进制码) 只使用两个基本点符号: 1 0 符号个数最少,物理上容易实现, 与二值逻辑的 真 假 两个值对应简单 ,用二进制码表示数值数据运算规则 简单。 返回 基二码应用实例:数据表示 逻辑型数据 字符型数据 ASCII 码 EBCDIC 码 字符串 汉字 检错纠错码 奇偶校验 海明校验 循环冗余校验 数值型数据 定点小数 整数 浮点数 二至十进制数(BCD码) 返回 逻辑型数据 逻辑型数据只有两个值:真 和 假, 正好可以用二进制码的两个符号分别表 示, 例如 1 表示 真 则 0 表示 假 不必使用另外的编码规则。 对逻辑型数据可以执行逻辑的 与 或 非 等基本逻辑运算。其规则如下: 返回 逻辑型数据基本运算规则 X Y X与Y X或Y X的非 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 返回 字符型数据的表示 字符作为人—机联系的媒介,是最重 要的数据类型之一,当前的西文字符集由 128 个符号组成,通常用 8 位二进制编码,即用一 个字节来表示每一个符号,当前通用的两个标 准字符集是: ASCII 码: 即 American Standard Code for Information Interchange EBCDIC码:即 Extended Binary Coded Decimal Interchage Code ASCII码字符集具体编码如下表所示: 返回 b6 b5 b4 000 001 010 011 100 101 110 111 b3 b2 b1 b0 0000 NUL DLE SP 0 @ P , p 0001 SOH DC1 ! 1 A Q a q 0010 STX DC2 “ 2 B R b r 0011 ETX DC3 # 3 C S c s 0100 EOT DC4 $ 4 D T d t 0101 ENQ NAK % 5 E U e u 0110 ACK SYN K [ k { 1100 FF FS , N ^ n ~ 1111 SI US / ? O _ o ASCII字符编码编码 集 返回 字符串的表示与存储 字符串是指连续的一串字符,它们占据主存中连续 的多个字节,每个字节存放一个字符,对一个主存字的多 个字节,有按从低位到高位字节次序存放的,也有按从高 位到低位字节次序存放的。表示字符串数据要给出串存放 的主存起始地址和串的长度。例如:IF AB THEN READ(C)就可以有如下不同的存放方式: I F A A F I B T T B 假定每个字 H E N N E H 由 4 个字节 R E A D D A E R 组成 ( C ) ) C ( 返回 汉字的表示 通常用两个字节表示一个汉字,为了与 西文字符编码相区别(西文的ASCII码的最高 一位编码值为0),表示一个汉字时,把两个 字节的最高一位的编码值设定为1,则该编码 集的最多编码数量为128*128。 这种编码方案与西文传送中的把ASCII 码的最高一位用作奇偶校验位有矛盾。 返回 3. 进位记数法与进制转换 进位记数法 N 代表一个数值 r 是这个数制的基 (Radix,该数制所用的符号个数) i 表示这些符号排列的位序号 Di 是位序号为i的位上的一个符号 是位号为i的位上的一个 1 代表的值,称为位权 ri 表示对 m+k 位的值求累加和  N = i=m-1 * -k  Diri * 是第i位上的符号所代表的实际值 riDi 返回 十进制转二进制 整数部分除2取余 小数部分乘2取整 2 1 1 2 2 2 5 2 1 0 1 1 0 1 0.625 * 2 1 0.25 * 2 00.5 * 2 1 0.0 除尽为止 求得位数满足要求为止 低 高 高 低 从二进制数求其十进制的值,逐位码权累加求和 返回 二到八或十六进制转换 二到八 从小数点向左右三位一分组 (10 011 100 . 01)2 = ( 234 . 2 )8 010 二到十六 从小数点向左右四位一分组 (1001 1100 . 01)2 = ( 9C . 4 )16 0100 说明:整数部分不足位数对转换无影响 , 小数部分不足位数要补零凑足, 否则出错。 返回 二-十进制编码(BCD编码) 用四位二进制表示一位十进制,16个 编码状态选用其中的10个编码有多种方案, 例如: 8421码,余 3 码,循环码 又可区分为: 有权码:每位上的 1 代表确定的值 无权码:无法确定每位上的 1 代表的 值 返回 0 0000 0011 0000 0000 1 0001 0100 0001 0111 2 0010 0101 0011 0110 3 0011 0110 0010 0101 4 0100 0111 0110 0100 5 0101 1000 1110 1011 6 0110 1001 1010 1010 7 0111 1010 1000 1001 8 1000 1011 1100 1000 9 1001 1100 0100 1111 有权码 无权码 8421余3码 循环码 84-2-1 返回 如何判定码权 0 0000 1 0111 4 +(-2)+(-1) 2 0110 4 +(-2) 验证每个码的值 3 0101 4 +(-1) 4 0100 4 从一编码求码权 5 1011 8 +(-2)+(-1) 6 1010 -2 结论 7 1001 -1 证明此编码系统为有权码 8 1000 8 9 1111 8 + 4 +(-2)+(-1) 返回 如何判定码权 0 0011 2+1 = 0 验证各码的值 1 0100 1 从一编码求码权 2 0101 1 3 0110 2 4 0111 5 1000 6 1001 结论 7 1010 证明此编码系统为无权码 8 1011 9 1100 返回 4. 数值数据在计算机内的格式 定点小数: N = N N N …….Ns-1-n-2 整 数 : N = N N N . N N 01 s n n-1 浮点数: N = M E E .E E M M .M ssm-110-1-2 -n 符号位 阶码位 尾数数码位 总位数 短浮点数: 1 8 23 32 长浮点数: 1 11 52 64 临时浮点数: 1 15 64 80 IEEE 标准: 阶码用移码,尾数用原码 基为 2 返回 数值数据在计算机内的格式 定点小数: N = N N N …….Ns-1-n-2 整 数 : N = N N N . N N 01 sn n-1 浮点数: N = M E E .E E M M .M ssm-110-1-2 -n 符号位 阶码位 尾数数码位 总位数 短浮点数: 1 8 23 32 长浮点数: 1 11 52 64 临时浮点数: 1 15 64 80 IEEE 标准: 阶码用移码,尾数用原码 基为 2 返回 5. 定点小数表示: Ns N1 N2 … Nn [ X ] = [ X ] = [ X ] = 原 X 1 - X -1 0, 商1 0 0 0 1 0 左移1位 -Y 0 0 0 1 1 0, 商1 0 0 1 1 0 左移1位 -Y 0 0 1 1 0 0, 商1 被除数(余数)商 +) +) +) +) +) 返回 原码一位除运算 [ Y / X ]原 =( X + Y ) ( Y / X ) 例如: X = - 0.1101 Y = 0.1011 0.1101 00 1011 00000 初态 0.1101 0.1011011 1100 00000 第1次 110101 0010 00010 第2次 1001000 1010 00110 第3次 110111 1010 01100 第4次 1010000 0111 01101 第5次 1101 0111 X 和 Y 符号异或为负, 最终商原码表示为:1 1101 余数为: 0.0111 * 2-4 返回 补码乘除法运算 原码乘、除法不难实现,但有两个问题 : 符号位与数值位分别处理,不方便; 若数据为补码形式,可能多两次原补码变 换。 也可以直接用补码完成乘、除法运算, 即从补码开始,直接得到补码的积或商。 下面看一看补码乘除运算的实现算法。 返回 [X]补 =Xs X1 X2 ……. Xn [Y]补 =Ys Y1 Y2 ……. Yn 先复习两个概念: ① 由 [X]补 求[X/2]补 [X]补  [X/2]补 = XsXsX1X2…X n ② 把 [Y]补 的符号位与数值位同等对待 [Y]补  Y = -Y0 + Y i * 2-i =  (Y i+1 - Y i ) * 2-i i=1 n n i=0 补码一位乘法的实现算法推导过程: 返回 补码乘法运算算法的推导过程 [X*Y]补 = [X]补*[Y]补 [Y]补 Y=(-Y0+ Y i * 2-i ) = -Y0*20 + Y1*2-1 + Y2*2-2 + … + Y n*2-n = -Y0*20 + (Y1*20-Y1*2-1) + (Y2*2-1 -Y2*2-2) + … + = (Y1-Y0)*20 + (Y2-Y1)*2-1 + …+ (Yn+1-Yn)*2-n =  (Yi+1 - Yi ) * 2-i i=1 n i=0 n 分解为单项形式 变每位上的 1为 高 1位上的 1个+1 加本位上的 1个-1  写成为求累加和形式 合并同次幂的项  最低1位后再补1位 返回 补码乘法运算的结论 [X*Y]补 = [X]补*[Y]补 通过用Y的值乘 [X]补,求出 [X]补*[Y]补 ,不必区分符号位与数值位。 乘数最低一位之后要补初值为0的一位附 加线路,并且每次乘运算需要看附加位和最低位 两位取值的不同情况决定如何计算部分积,其规 则是: [X]补 *  (Yi+1-Yi) * 2-i i=0 n00 + 0 01 + [X]补 10 + [-X]补 11 + 0 返回 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 部分积乘数附加位 [X*Y]补 = 1 0 1 1 1 1 1 1 0 即 X*Y= -0. 1 0 0 0 0 0 1 0 X= +0. 1 1 0 1 Y= -0. 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 开始情形 0 1 0 1 1 0 00 +0 并右移 10 -X 1 0 1 0 1 1 并右移 1 1 0 1 0 1 11 +0 并右移 01 +X 1 1 1 0 1 0 并右移 10 -X 1 1 1 0 1 0 且 不再移位 返回 补码除法运算 补码除法与原码除法很类似 差别仅在于: 被除数与除数为补码表示, 直接用补码除,求出反码商, 再修正为近似的补码商。 实现中, 求第一位商要判2个数符号的同异, 同号,作减法运算,异号 , 则作加运算; 上商,余数与除数同号,商1,用减运算求下位商 , 余数与除数异号,商0,用加运算求下位商; 商的修正:多求一位后舍入 ,或对最低位恒置1 。 返回 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 +) +) +) +) 被除数 0 0 0 0 0 开始情形 +Y, 二数异号 0 0 0 0 1 符号同, 商1 0 0 0 1 0 余数、商左移 -Y 0 0 0 1 0 符号异, 商0 0 0 1 0 0 余数、商左移 +Y 0 0 1 0 1 符号同, 商1 0 1 0 1 0 余数、商左移 -Y 0 1 0 1 0 符号异, 商0 1 0 1 0 1 左移,最低位商置1 商 结果: 1 0 1 0 1 (存在误差) 计算 -0.1011 / 0.1101 返回 三、定点运算器的功能与组成 完成算术与逻辑运算 ALU: 计算出结果及其特征 通用寄存器组: 存放参加运算 的数据和运算结果 (包括标志寄存器 ) 乘商寄存器: 用于完成硬件乘 除法 数据通路(data path) 返回 教学计算机的运算器概述 教学计算机的运算器的组成与设计 字长16(8)位,用4(2)片4位的位片结构的 Am2901组成 1. 要详细介绍Am2901芯片的内部组成和实现的 功能 2. 怎样连接4(2)片Am2901成为16(8)位的运算器 3. 怎样解决运算器实用中的几个问题: (1) 如何给出 Am2901最低位的进位输入信号 (2) 如何处理运算结果的标志位 (3) 如何处理移位指令、置‘1’ C和清‘0’ C 触发器 的指令 (4) 如何支持硬件乘法、除法指令 重点是前 2 项内容和第 3 项中的 (1) (2) 教学计算机运算器的控制和使用(包括教学实 验) 返回 二选一 B 16个 A 通用寄存器 三选一二选一 三选一 三选一 A L U S R B锁存器A锁存器乘商寄存器Q Cn /OE Q3Q0 RAM0 RAM3 F 输出Y F3 F=0000 OVR Cn+4 输入D A口地址 B口地址 4 位的 Am2901 内部组成与功能 组成 算逻运算 部件 1 6 个 累加器 乘商寄存器 Q 5组多路选择门 功能 8 种 运算功能 8 种 数据组合 8 种 结果处理 返回 A L U S R Cn F F3 F=0000 OVR Cn+4 Am2901芯片是 一个 4 位的位片结 构的运算器器件,内 部组成讲解如下 第一个组成部分是 算逻运算部件ALU ,完成 3 种算术运 算 和 5 种逻辑运算 ,共 8 种运算功能 。 其输出为 F, 两 路输入为 S、R,最 低位进位Cn, 4 个状态输出信号,如 图所示 符号位 结果为零 结果溢出 进位输出 R+S SR RS R∨S RS RS RS RS 8种运算功能 000 001 010 011 100 101 110 111 3位功能选择码 返回 B 16个 A 通用寄存器 A L U S R B锁存器A锁存器 Cn F F3 F=0000 OVR Cn+4 A口地址 B口地址 第二个组成部分 是通用寄存器组 由16个寄存器构 成,并通过B口 与A口地址选择 被读的寄存器, B口地址还用于 指定写入寄存器 通过B口地址、 A口地址读出的 数据将送到B、 A锁存器,要写 入寄存器的数据 由一个多路选择 器送来。 (写入) 返回 B 16个 A 通用寄存器 A L U S R B锁存器A锁存器Q寄存器 Cn F F3 F=0000 OVR Cn+4 A口地址 B口地址 第三个组成部分 是乘商寄存器Q 它能对自己的内 容完成左右移位 功能,其输出可 以送往ALU,并 可接收ALU的输 出结果。 返回 该芯片的第四个 组成部分是 5 组 多路选通门,包括 B 16个 A 通用寄存器 三选一二选一 A L U S R B锁存器A锁存器Q寄存器 Cn F F3 F=0000 OVR Cn+4 输入D A口地址 B口地址 一组三选一门和 另一组二选一门 用来选择送向 ALU的R、S输入 端的数据来源, 包括:Q寄存器、 A口、 B口数据、 外部输入D数据 共 8 种不同组合。 返回 B 16个 A 通用寄存器 三选一二选一 A L U S R B锁存器A锁存器Q寄存器 Cn F F3 F=0000 OVR Cn+4 输入D A口地址 B口地址 8种数据组合(R,S) AQ AB 0Q 0B 0A DA DQ D0 3位数据选择码000 001 010 011 100 101 110 111 一组三选一门和 另一组二选一门 用来选择送向 ALU的 R、S输入 端的数据来源, 包括:Q寄存器、 A口、 B口数据、 外部输入D数据 共 8 种不同组合。 返回 B 16个 A 通用寄存器 三选一二选一 三选一 三选一 A L U S R B锁存器A锁存器Q寄存器 Cn Q3Q0 RAM0 RAM3 F F3 F=0000 OVR Cn+4 输入D A口地址 B口地址 一组三选一门完 成把ALU的输出 、或左移一位、 或右移一位的值 送往通用寄存器 组,最高、最低 位移位信号有双 向入/出问题 一组三选一门完 成Q寄存器的左 移一位、或右移 一位、或接收 ALU输出值的功 能,最高、最低 位移位信号有双 向入/出问题。 返回 二选一 B 16个 A 通用寄存器 三选一二选一 三选一 三选一 A L U S R B锁存器A锁存器Q寄存器 Cn /OE Q3Q0 RAM0 RAM3 F 输出Y F3 F=0000 OVR Cn+4 输入D A口地址 B口地址 一组二选一门, 选择把ALU结果 或A口数据 送出 芯片,给出输出 Y的数据,Y输出 的有无还受使能 信号控制,仅当 /OE为低才有 Y 输出 ,/OE为高 Y输出为 高阻态 返回 8 种结果处理 3位控制码 通用寄存器 Q寄存器 Y输出 000 QF F 001 F 010 BF A 011 BF F 100 BF/2 QF/2 F 101 BF/2 F 110 B2F Q2F F 111 B2F F 返回 B 16个 A 通用寄存器 B锁存器A锁存器 A口地址 B口地址 二选一 三选一二选一 三选一 三选一 Q3Q0 RAM0 RAM3 A L U S R Cn F F3 F=0000 OVR Cn+4 运算器,三大件 运算暂存乘除快 多路选通连起来 数据组合选择  I2 I1 I0 运算功能选择  I5 I4 I3 运算结果处理  I8 I7 I6 运算 暂存 乘除快 数据组合有内外 运算功能指明白 存移输出巧安排 多路选通连起来 存移输出巧安排存移输出巧安排存移输出巧安排 Q寄存器 输入D /OE 输出Y 返回 二选一 B 16个 A 通用寄存器 三选一二选一 三选一 三选一 A L U S R B锁存器A锁存器乘商寄存器Q Cn /OE Q3Q0 RAM0 RAM3 F 输出Y F3 F=0000 OVR Cn+4 输入D A口地址 B口地址 Am2901内部组成 组成 算逻运算 部件 1 6 个 累加器 乘商寄存器 Q 5组多路选择门 功能 8 种 运算功能 8 种 数据组合 8 种 结果处理 I5~I3 I2~I0 I8~I6 返回 运算器的时钟脉冲信号 运算器的时钟脉冲信号 CP 教学计算机的主频: 1.8432MH z/3 A、B口锁存 通用寄存器接受 Q 接受 周期 和低电平的作用 注意两个跳变沿 返回 Am2901的操作使用 操作功能 控制信号 B口 A口 I8 I7 I6 I5 I4 I3 I2 I1 I0 Cn R0R0+R1 R2R2R0 QR0 右移 R0R0+R1 R0R0R1Y A口 Y F 000001100010000010 001000000100010011 000010100010000010 00000000001000 / 0000 000001000011000010 R0R0R1 Y F000001100011000010 返回 入出信号及引脚 Y3~Y0 D3~D0 RAM3 Q3 RAM0 Q0 CPOE Cin Cy F=0 Over F3Am2901 A3~A0 B3~B0I8~I6 I5~I3 I2~I0 返回 Am2901 Y11~8Y3~0 D11~8D7~4 D3~0 Cin RAM0 Q0 Y7~4 高位 Am2901 Y15~12 D15~12 OVER F=0 F15 Cy CP RAM15 Q15 A口 B口 I8~6 I5~3 I2~0 4 片Am2901之间的连接 Am2901Am2901 Vcc R 返回 片间高速进位用 Am2902 高位 Am2901Am2901Am2901 低位 Am2901 Am2902 Cn+z Cn+y Cn+x /G /P +5V Y15~12Y11~8Y7~4 Y3~0 D15~12D11~8D7~4 D3~0 OVER F=0 F15 Cy Cin CP RAM15 Q15 RAM0 Q0 A口 B口 I8~6 I5~3 I2~0 返回 Y3~0 D3~0 Cin RAM0 Q0 高位 Am2901 Y7~4 D7~4 OVER F=0 F7 Cy CP RAM7 Q7 A口 B口 I8~6 I5~3 I2~0 8 位的运算器部件 2 片Am2901之间的连接 低位 Am2901 Vcc R 返回 16(8)位机 运算器 入出信号及引脚 Y15(7)~Y0 D15(7)~D0 RAM15(7) Q15(7) RAM0 Q0 CPOE Cin Cy F=0 Over F15(7) 运 算 器 部 件 A3~A0 B3~B0I8~I6 I5~I3 I2~I0 返回 (1) TEC—2 ALU最低位进位信号 不同指令需求 Cin 例子最低位进位 控制 码 ADD指令 0 R0+R1 +0 INC指令 1 R0+0 +1 ADC指令 C R0+R1 +C SUB指令 1 R0+/R1 +1 DEC指令 0 R0+/0 +0 SBB指令(原理)C R0+/R1 +C 实现中C/Cy,因此为 R0+/R1 +/C 实验量测波形 方波 D+0 +方波 加运算减运算 SCi 最低位进位信号由 SCi 编码和加、减运算选择共同决定 00 01 10 00 01 10 11 返回 最低位进位信号Cin的逻辑表达式 Cin = /B11* B10*/MI5*/MI4*/MI3 + B11*/B10*/MI5*/MI4*/MI3*C + /B11*/B10*/MI5*/MI4* MI3 + B11*/B10*/MI5*/MI4* MI3*/C + B11* B10* TCLK2 返回 16位的 运算器 16 位运算器最低位进位输入信号Cin 最低位进位 GAL3 Cy F=0 OVR F15 SCi 运算功能码 RAM15 Q15 RAM0 Q0 0 1 C /C 方波 Y15~0 D15~0B口 A口 I8~I0 Cin (TEC-2机) 返回 TEC—2000 ALU最低位进位信号 最低位进位Cin 控制码SCI 应用场合举例 0 00 ADD DEC 1 01 SUB INC C 10 ADC SBB 方波或 C0 11 量测波形 或计算转移地 址 ( 16 位机 和 8 位机 都是如此处理) 返回 最低位进位信号Cin的逻辑表达式 Cin = /B11* B10*/MI5*/MI4*/MI3 + B11*/B10*/MI5*/MI4*/MI3*C + /B11*/B10*/MI5*/MI4* MI3 + B11*/B10*/MI5*/MI4* MI3*/C + B11* B10* TCLK2 返回 16位的 运算器 8 位运算器最低位进位输入信号Cin 最低位进位 GAL3 Cy F=0 OVR F7 SCi RAM7 Q7 RAM0 Q0 0 1 C C0 或 方波 Y7~0 D7~0B口 A口 I8~I0 Cin 返回 (2) 如何处理计算结果标志位 算术与逻辑的运算指令结果产生标志位的值 该标志位的值只在执行运算步骤接受 算术运算指令的结果影响 C 、 Z、V、S 逻辑运算指令的结果只影响 Z 其他指令或其他执行步骤不接受标志位的值 由此可见: 若设置标志位寄存器, 会有接收或不接受标志位的值这样两种处理 (依据什么指令的什么时刻) 返回 几条影响 C触发器的指令 指令中有 STC(C1)、CLC指令(C 0 ) 指令中有RCL、RCR、SHL、SHR指令, 他们的移位输出要传送进 C ( 还决定寄存器的移位输入 ) C 通 用 寄 存 器 通 用 寄 存 器C 0 0 RCL RCR SHR SHL RAM15 RAM0 RAM0 RAM15 返回 对乘除法指令的支持 指令中 MUL SR 指令,DIV SR指令 他们的运行用到了移位输出要传送进 C (还决定寄存器的移位输入) C 通用寄存器 通用寄存器 Q 寄存器 乘法,联合右移位 Q 寄存器 除法,联合左移位 /F15 Q0 Cy 返回 状态寄存器的控制 用3位码控制 有8处来源 SST B34 33 32 C Z V S 000 不变 三位不变 (C,Z,V,S) 001 接受ALU状态输出( Cy,ZR,OV,F15) 010 接收内部总线输出 (IB7 6 5 4) 011 0 三位不变 100 1 三位不变 101 RAM0 三位不变 110 RAM15 三位不变 111 Q0 三位不变 返回 状态寄存器的逻辑表达式 C := /B34*/B33*/B32* C V := /B34*/B33*/B32* V + /B34*/B33* B32* Cy + /B34*/B33* B32* OV + /B34* B33*/B32* IB7 + /B34* B33*/B32* IB5 + B34*/B33*/B32 + /B34* B33* B32* V + B34*/B33* B32* RAM0 + B34* V + B34* B33*/B32* RAM15 + B34* B33* B32* Q0 Z := /B34*/B33*/B32* Z S := /B34*/B33*/B32* S + /B34*/B33* B32* ZR + /B34*/B33* B32* F15 + /B34* B33*/B32* IB6 + /B34* B33*/B32* IB4 + /B34* B33* B32* Z + /B34* B33* B32*S + B34* Z + B34* S 返回 0,1,RAM0 Q0,RAM15 16位的 运算器 16 位运算器的状态寄存器 四位标志位 GAL1 SST C Z V S Cy F=0 OV F15 来自内部总线 IB RAM15 Q15 RAM0 Q0 Y15~0 D15~0B口 A口 I8~I0 Cin 返回 (3) 寄存器移位输入信号 2位 控制码 左移操作 右移操作 指令 SSH RAM0 Q0 RAM15(7) Q15(7) 00 0 / 0 / SHL SHR 01 C / C / RCL RCR 10 Q15(7) /F15(7) C y RAM0 DIV MUL 实现中,具体移位输入信号是用 SSH 编码和 ALU 中的结果处理控制信号 I7 共同决定的 返回 左右移位输入信号逻辑表达式 RAM15 = /B9* B8* C + B9*/B8* Cy Q15 = B9* RAM0 RAM0 = /B9* B8* C + B9*/B8* Q15 Q0 = B9*/B8* /F15 RAM15 .OE= /MI7 Q3 .OE= /MI7 RAM0 .OE= MI7 Q0 .OE= MI7 返回 16位的 运算器 16 位运算器的最高位、最低位移位输入信号 右移输入信号 GAL3 左移输入信号 GAL3 Cy F=0 OVR F15 SSH SSH右移控制 左移控制 RAM15 Q15 RAM0 Q0 0 C Q15 /F15 0 C Cy RAM0 Y15~0 D15~0B口 A口 I8~I0 Cin 返回 0,1,RAM0 Q0,RAM15 16位的 运算器 16 位机的运算器的完整组成 四位标志位 GAL1 右移输入信号 GAL3 SST 左移输入信号 GAL3 最低位进位 GAL3 C Z V S Cy F=0 OVR F15 来自内部总线 IB SSH SSH SCi [运算功能码] 右移控制 左移控制 RAM15 Q15 RAM0 Q0 0 C Q15 /F15 0 C Cy RAM0 0 1 C [/C] 方波 Y15~0 D15~0B口 A口 I8~I0 Cin 返回 0,1,RAM0 Q0,RAM7 8 位的 运算器 TEC-2000 8 位运算器的完整组成 四位标志位 GAL1 右移输入信号 GAL3 SST 左移输入信号 GAL3 最低位进位 GAL3 C Z V S Cy F=0 OVR F7 来自内部总线 IB SSH SSH SCi 右移控制 左移控制 RAM7 Q7 RAM0 Q0 0 C Q7 /F7 0 C Cy RAM0 0 1 C C0 Y7~0 D7~0B口 A口 I8~I0 Cin 返回 0,1,RAM0 Q0,RAM15 16位的 运算器 完整 16 位运算器的脱机实验 四位标志位 GAL1 右移输入信号 GAL3 SST 左移输入信号 GAL3 最低位进位 GAL3 C Z V S Cy F=0 OVR F15 来自内部总线 IB SSH SSH SCi 运算功能码 右移控制 左移控制 RAM15 Q15 RAM0 Q0 0 C Q15 /F15 0 C Cy RAM0 0 1 C /C 方波 Y15~0 D15~0B口 A口 I8~I0 返回 16位运算器脱机实验 Y15~Y0 (用16个指示灯显示结果) D15~D0 RAM15 Q15 RAM0 Q0 Cin Cy F=0 Over F15 运 算 器 部 件 A3~0 B3~0 I8~6 (用16个开关提供输入数据) C Z V S SSH SSTSCi I5~3 I2~0 A口 B口 SCi SSHI8~6 I5~3 I2~0 SST 通过24位微型开关 提供控制信号 用四个指示灯显示状态 返回 16 位运算器的操作使用 操作功能 控制信号 B口 A口 SST I8~6 I5~3 I2~0 Cn SSH R0R0+R1 R2R2R0 QR0 右移 R0R0+R1 R0QR0R
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