北科大第二次计组实验_超前进位加法器讲课.doc

北京科技大学 计算机与通信工程学院 实 验 报 告 实验名称： 超前进位加法器 学生姓名： 专 业： 计算机科学与技术 班 级： 学 号： 指导教师： 实验成绩： 实验地点： 实验时间： 2015 年 5 月 28 日 实验目的与实验要求 实验目的 掌握静态随机存储器的基本结构； 掌握静态随机存储器RAM工作特性及数据的读写方法； 掌握超前进位加法器的原理及其设计方法； 理解使用超前进位逻辑设计ALU的方法； 掌握乘法器的原理及其设计方法； 熟悉FPGA应用设计及QuartusⅡ软件的使用。 实验要求 验证静态随机存储器的读写功能； 用QuartusⅡ软件设计一个超前进位加法器； 用QuartusⅡ软件设计一个阵列乘法器。 二、实验设备（环境）及要求 Window 8，QuartusⅡ软件 三、实验内容与步骤 1、实验1 （1）实验内容 验证静态随机存储的读写功能： 主要步骤 ①关闭实验系统电源，在断电状态下按图3.15所示连接实验电路，并检查无误。 ②将时序单元的状态开关置为“单步”档，MEM单元的编程开关置为“运行”档。 ③将CON单元的IOR开关置为1（使IN单元无输出），打开电源开关，如果听到有“嘀”报警声，说明有总线竞争现象，应立即关闭电源，重新检查接线，直到错误排除。 ④给存储器写入数据：要先写地址，后写数据。 写存储器的流程如图3.16所示（以向00地址单元写入11H为例）： 读存储器的流程如图3.17所示（以从00地址单元读出11H为例）： ⑤根据对实验原理的描述，以向03H地址单元写入数据33H为例，填写表3.6.中的操作步骤以及相关信号状态。在以从03H地址单元读取数据为例，填写表3.7中的操作步骤及相关的信号状态。 2、实验2 （1）实验内容 用QuartusⅡ软件设计一个8位超前进位加法器。 主要步骤 ①打开Quartus Ⅱ软件，进入软件初始界面； ②通过File→New→Block Diagram/Schematic File选项，建立原理图文件； ③添加原件和连接线：分别在原理图上画出A、B模块，保存原理图文件，通过File→Create/Update→Crate Symbol Files for File选项，把A、B原理图转换为元件符号。再建立一个原理图文件，按照图3.8接线。原理图如下： A模块 B模块 ④完成原理图后，过File→New Project Wizard选项，建立一个新工程，在建立时候在Add Files窗口添加原理图文件； ⑤进行功能仿真。通过Processing→Generate Functional Simulation Netlist选项产生功能仿真网络表。有了功能仿真网络表，就可以对工程进行功能仿真。通过File→New或者单击工具按钮新建一个Vector Waveform File向量波形文件； ⑥在向量波形文件窗口中，在Name下方空白处右击，在弹出的快捷菜单中选择Insert→Insert Node or Bus菜单项，或者在Name正文空白处双击弹出Insert Node or Bus对话框，单击Node Finder按钮，进行信号的添加；添加a、b、C0信号，a、b设为十进制，C0置零，保存文件； ⑦通过Assignments→Settings或者单击工具按钮进行仿真设置；更改Simulation mode 为 Functional，选择仿真输入为刚刚新建的向量波形文件。完成设置后，通过Processing→Start Simulation或者单击工具按钮进行功能仿真，仿真结果为下图： 3、实验3 （1）实验内容 用QuartusⅡ软件设计一个4*4阵列乘法器。 主要步骤 ①打开Quartus Ⅱ软件，进入软件初始界面； ②通过File→New Project Wizard，建立一个新工程； ③通过File→New或单击工具按钮，在工程里新建Verilog HDL代码文件，保存文件，在Quartus Ⅱ提供的代码编辑器里进行代码编辑： module chengfa(a,b,p); input [3:0]a,b; output