实验十_寄存器堆积设计.pdf

实验十—寄存器堆设计 姓名： 樊浩然 学号： 3130000924 专业：竺院求是科学班（计算机） 课程名称： 逻辑与计算机设计基础实验 同组学生姓名： 蒋若辰 实验时间： 2014- 12- 17 实验地点：紫金港东4-509 指导老师： 蒋方炎 一、实验目的和要求 1. 掌握寄存器、锁存器的工作原理及设计方法 2. 掌握寄存器堆的工作原理及设计方法 3. 了解计算机中寄存器及寄存器堆的概念 二、实验内容和原理 2.1 实验内容 实现由16 个16 位寄存器构成的寄存器堆 要求：支持寄存器地址选择；支持写入任意16 位值；支持读取寄 存器的值；增加到多功能计算器中。 2.2 实验原理 2.2.1 寄存器 寄存器是计算机常用的基本器件  由同一信号控制的一组相互并联的触发器构成  包含存储、处理和传输，可构成寄存器组使用  边沿D 触发器构成的8 位基本寄存器的结构 第1 页/共 18 页 clear Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q R S R S R S R S R S R S R S R S Cp Cp Cp Cp Cp Cp Cp Cp D D D D D D D D clk D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 图表1 寄存器结构 2.2.2 锁存器 锁存器由多个一位锁存器/触发器并联构成  一般采用电平控制锁存：高电平时置入数据；低电平时锁存 数据，并指示数据稳定  带使能端的RS 触发器实现的锁存器 2.2.3 锁存器组 寄存器组是多个寄存器组成的集合  寄存器写：寄存器地址→变量译码器  寄存器读：寄存器地址→数据选择器 write clk C Register 0 Q D 0 1 变 C Register 1 Q 量 D 数 ad