利用EDA技术进行阵列乘法器设计的实例

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#111723#弁言
“盘算机构成道理”是盘算机迷信与工程技巧类专业的一门中心课程，是进修盘算机硬件体系的要害课程。本课程以盘算机构成构造为核心论述基础观点和道理，详细先容了盘算机硬件体系中各大部件的构成道理、逻辑实现、计划方式及互连形成整机的技巧。进步该课程的试验教养程度，对于先生加深对课程的懂得，培育先生计划才能和翻新才能存在主要的意思。
跟着电子技巧的一直开展，数字体系的计划方式也在一直地提高，传统的手工计划进程曾经被进步的EDA东西所替换。盘算机作为一个典范的庞杂数字体系，其计划方式产生了基本性的变更，因而利用EDA技巧是盘算机构成道理课程试验改造的偏向。
现在高校展开本课程试验教养的方式有2种：一种方式是应用现有的盘算机构成道理试验仪，该试验仪已将CPU的各个构成部件全体做好，先生只要按书中请求拨动响应开关就能实现试验，这类方式的毛病是倒霉于先生的懂得，范围性较大，器件的种类、数目扩大艰苦，先生的计划难以冲破试验箱的限度;另一种方式是利用EDA技巧停止试验，应用软件出产商供给的ispDesign-EXPERT等软件东西停止摹拟仿真，并通过可编程器件及响应硬件资本来直观地视察试验成果，加深对实践的懂得。实际证实：基于EDA技巧的试验教养，在坚固先生盘算机构成道理课程实践的进修，熟习CPU各个功效部件的任务情形，增进先生的理性意识，培育先生盘算机利用才能和翻新才能等方面起了踊跃的感化。
1、实行计划
盘算机构成道理课程实际教养包括课程试验（18学时）和课程计划试验（一周）2个环节，此中课程试验重要验证盘算机各部件构成和功效，课程计划试验重要实现盘算机整机计划。课程试验内容包含：①运算器构成试验;②乘法器计划试验;③半导体存储器试验;④数据传递试验;⑤微顺序把持器计划试验;⑥组合逻辑把持器试验;⑦并行接话柄验;⑧顺序中止试验。
课程计划为一个综合性的试验，试验内容是实现模子盘算机的计划和EDA实现。课程计划的目的由简略到庞杂分为4个阶段，先生可依据停顿情形实现差别难度的计划。第1阶段实现基础模子机计划与实现;第2阶段增添移位把持指令，计划移位运算电路;第3阶段计划一个存在较完全指令体系的模子机，该模子机的指令体系包含算术逻辑指令、访存指令、转移把持指令、v0指令和停机指令，寻址方法包含即时寻址、直接寻址、直接寻址和绝对寻址;第4阶段计划一个带接口的模子机，实现中止功效和拜访并口、串口功效。
2、试验情况
本课程试验硬件情况为：PC一386以上微机、西安唐都科教仪器公司的TDN一CM++盘算机构成道理试验台;软件情况为：WINDOWS操纵体系、TDN一CM++盘算机构成道理试验软件CMPP和ispDesigoMERT软件。PC机用于与试验台联机及时调试，应用试验软件供给图形调试功效，静态及时表现模子盘算机各部件之间的数据传输以及各部件和总线上的全部信息。
本试验体系中应用的大范围可编程逻辑器件是Lattice公司的ispIS11032芯片。isp是指芯片存在“在体系可编程功效”，这类功效可随时对体系停止逻辑重构和修正。
对ispISI1032芯片的逻辑体系计划是通过应用硬件描写言语或道理图输人来实现的，硬件描写言语有ABEL，VHDL等多种言语。
试验体系中采取ispDesigaEXPERT软件来对可编程逻辑器件ispIS11032停止编程计划实现。ispDesignEXPERT可采取道理图或硬件描写言语或这2种方式的混杂输人共3种方法来停止计划输人，并能对所计划的数字电子体系停止功效仿真和时序仿真，其编译器是软件所须要的熔丝图文件。该软件支撑全部Lattice公司的ispLsI器件。
3、应用EDA技巧停止试验的步调
采取ispDesiglEXPERT软件来对可编程逻辑器件停止编程计划实现所需的数字体系功效个别要经由以下步调。①树立新工程;②输人道理图或硬件描写言语停止计划;③对源顺序停止编译;④衔接下载电缆;⑤将天生的JED文件下载到可编程逻辑器件中;⑥衔接试验电路;⑦在试验板上验证所计划体系的逻辑功效。
4、应用EDA技巧停止阵列乘法器计划的实例
试验请求用ispIS11032芯片来实现一个4x4位乘法器。4x4位乘法器计划道理见图1。

依据上述乘法的逻辑道理用ABEL言语编写功效描写顺序。其在ispISI1032芯片中对应的管脚部署如图2所示，验证明验连线图如图3所示。


5、停止语
与以往传统的试验方式比拟，先生在试验进程中能够把重点放在模子盘算机的计划和仿真验，使本课程的实际教养环节更好地到达教养目标。软件计划调试阶段实现后的硬件下载和测试，又使先生可能进修硬件情况下的调试方式。实际标明，新的试验形式激起了先生进修的踊跃性，加深了对本课程的控制水平，同时还可能学到进步的计划技巧，先生广泛欢送这类改造。新的试验形式无效地锤炼了先生的计划才能和实际才能，为先生供给了充足的发明空间，收到了传统试验方式难以取得的后果。   tzh
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