計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)五移位運(yùn)算實(shí)驗(yàn)．．．．．．．．．．．．．．．姓名：陳衍席學(xué)號(hào):1205110125網(wǎng)工1202【實(shí)驗(yàn)環(huán)境】1.Windows2000或WindowsXP2.QuartusII9.1sp2、DE2-115計(jì)算機(jī)組成原理教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)一臺(tái)，排線若干?！緦?shí)驗(yàn)?zāi)康摹勘敬螌?shí)驗(yàn)要求掌握移位控制的組合功能?！緦?shí)驗(yàn)要求】可以利用原理圖設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)給定數(shù)據(jù)的邏輯左移SLL、邏輯右移SRL、算術(shù)右移SRA幾種指定的運(yùn)算。實(shí)驗(yàn)要求自己給定一個(gè)數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行功能仿真，驗(yàn)證仿真結(jié)果與理論結(jié)果是否一致?！緦?shí)驗(yàn)原理】移位運(yùn)算器就是實(shí)現(xiàn)將二進(jìn)制數(shù)向左或者向右移動(dòng)多少位。二進(jìn)制數(shù)據(jù)（真值）每相對(duì)于小數(shù)點(diǎn)左移一位，相當(dāng)于乘以2；每相對(duì)于小數(shù)點(diǎn)右移一位，相當(dāng)于除以2。它根據(jù)二進(jìn)制數(shù)有無(wú)符號(hào)分為邏輯移位運(yùn)算和算術(shù)移位運(yùn)算，另外還有循環(huán)移位。1、邏輯移位：將移位的數(shù)據(jù)視為無(wú)符號(hào)數(shù)據(jù)，各數(shù)據(jù)位在位置上發(fā)生了變化，導(dǎo)致無(wú)符號(hào)數(shù)據(jù)的數(shù)值（無(wú)正負(fù)）放大或縮小。2、算術(shù)移位：將移位的數(shù)據(jù)視為帶符號(hào)數(shù)據(jù)（機(jī)器數(shù)）。算術(shù)移位的結(jié)果，在數(shù)值的絕對(duì)值上進(jìn)行放大或縮小，同時(shí)，符號(hào)位必須要保持不變。3、循環(huán)移位：所有的數(shù)據(jù)位在自身范圍內(nèi)進(jìn)行左移或者右移，左移時(shí)最高位移入最低位，右移時(shí)最低位移入最高位。其中算術(shù)左移SLA、算術(shù)右移SRA：把操作數(shù)看成帶符號(hào)數(shù)。對(duì)寄存器操作數(shù)進(jìn)行移位（要移動(dòng)數(shù)的第0位——符號(hào)位不變。右移時(shí)空出的其余位補(bǔ)與第0位相同的1或0；左移時(shí)空出的位補(bǔ)0），位數(shù)由有效地址決定。邏輯左移SLL、邏輯右移SRL：把操作數(shù)看成無(wú)符號(hào)數(shù)。對(duì)寄存器操作數(shù)進(jìn)行移位（不管左右移，要移動(dòng)數(shù)空出的位補(bǔ)0),位數(shù)由有效地址決定。表移位運(yùn)算器真值表輸入輸出D[31..0]SA[4..0]RightArithSH[31..0]AB右移標(biāo)志算術(shù)運(yùn)算標(biāo)志D移位SA位【實(shí)驗(yàn)步驟】1、根據(jù)圖中提示，建立移位運(yùn)算器原理圖文件。注意：由于在位移運(yùn)算器的原理圖設(shè)計(jì)中需要調(diào)用前面設(shè)計(jì)的32位2選1多路選擇器，因此需要將在實(shí)驗(yàn)四的工程文件中建立的mux2x32、nux2x8、mux2x1的.bdf、.bsf文件導(dǎo)入到本次實(shí)驗(yàn)的工程文件中來(lái)。具體步驟：首先，最好將要調(diào)用到的所有的文件復(fù)制到本次建立的工程文件夾內(nèi)。例如：（2）在新建項(xiàng)目工程文件時(shí)，彈出添加文件界面，點(diǎn)擊【UserLibraries】按鍵(或者在設(shè)計(jì)原理圖的時(shí)候，點(diǎn)擊【Project】-->【Add/RemoveFilesinProject…】，在“General”中選擇“Libraries”）。在彈出的界面，點(diǎn)擊【…】，導(dǎo)入含有以前所建文件的文件夾，點(diǎn)擊【打開】，點(diǎn)擊【Add】按鍵，添加該元件庫(kù)，添加成功，單擊【OK】。添加成功后在后來(lái)建立的原理圖文件中，就可以看見該原理圖庫(kù)文件，(3)根據(jù)圖中提示，完成原理圖設(shè)計(jì)。2、文件編譯3、功能仿真仿真結(jié)果及結(jié)果分析：設(shè)置D為任意32位二進(jìn)制數(shù)，SA為從0開始的5位二進(jìn)制計(jì)數(shù)脈沖，Aright為周期為50ns的時(shí)鐘脈沖，Right為周期為10ns的時(shí)鐘脈沖。如圖所示：在10ns--15ns時(shí)，D=00110111101010100011100101100100，SA=1、Arith=0、Right=0，邏輯左移1位。輸出為SH=01101111010101000111001011001000。在15ns--20ns時(shí)，D=00110111101010100011100101100100，SA=1、Arith=0、Right=1，邏輯右移1位。輸出為SH=00011011110101010001110010110010。在140ns--145ns時(shí)，D=11000010101110100100100001111100，SA=14、Arith=1、Right=0，算術(shù)左移14位。輸出為SH=10010010000111110000000000000000。在15ns--20ns時(shí)，D=00110111101010100011100101100100，SA=14、Arith=1、Right=1