运算结果S的八位数据S7-S，最高位进位Cout

它是一款数字电路仿真教育软件。 用户可以用它来学习如何创建逻辑电路，方便简单。 它是基于Java的应用程序，可以运行在任何支持JAVA环境的平台上，方便学生学习设计和模拟数字逻辑电路。 主要组成部分之一是设计并示意性地显示 CPU。 当然，还有许多其他组合分析模型可以帮助您，例如转换电路、表达式、布尔类型和真值表等。小规模电路也可以作为较大电路的一部分重复使用。

三、实验内容 1、八位串行可控加法器和减法器 1）电路图

2）设计分析及说明：

输入：操作数1X的8位数据X7-X0，操作数2Y的8位数据Y7-Y0。 最低位进位Cin，加减控制项Sub。

输出：运算结果S的八位数据S7-S0，最高位进位Cout，有符号运算溢出判断OF。

3）实验结果记录与分析：x=0000 0000，y=0000 0001，sub=0； s=0000 0001，Cout=0，OF=0 0000 0011，Cout=1，OF=0x=0100 1000，y=0100 0001，sub=0； s=1000 1001，Cout=0，OF=1x=0000 0111，y=1000 0111，sub=1； s= 1000 0000，Cout=0，OF=1

分析第一个输出结果：

sub = 0，两个正数执行x + y运算。 输出结果s=0000 0001，没有溢出，最高位进位为0。

4）操作步骤及顺序：

根据sub判断是否进行减法或加法运算。 操作数的每8位数据送入一位全加器FA进行加法运算，结果为 2. 四位超前进位电路 1）电路图

TODO（上传图片时名字重复，导致文章中图片混杂）

2）设计分析及说明：

A3-A0、B3-B0分别是操作数1A和操作数2B的四位数据。 C1、C2、C3、C4分别从低位到高位传送数据。 C0为低位进位输入，可通过代换扩展。 因此，C1、C2、C3、C4的计算不需要相互依赖，而是可以基于A3-A0、B3-B0、C0独立计算。 按照这个思路，就可以实现“四位进位电路”。 Gi=Ai-1 Bi-1

Pi=Ai-1 + Bi-1

G=G4 + P4G3 + +

P=如C2=G2+P2G1+。 先进行与运算，P2G1 进行与运算，然后将它们的结果与 G2 进行或运算。

输入：进位生成函数 G4、G3、G2、G1，进位传递函数 P4、P3、P2、P1 和低位进位 Cin

输出：四进位C4、C3、C2、C1、进位生成函数G、进位传递函数P

3）实验结果记录与分析：

输入序列 G4 P4 G3 P3 G2 P2 G1 P1 Cin，输出序列 C4 C3 C2 C1 G* P*

1. 输入：0000 0001 1 输出：0001 00

2. 输入：0000 0111 0 输出：0011 00

3. 输入：1111 0000 0 输出：1100 10

4. 输入：1111 1110 0 输出：1111 10

分析输出结果：

C1、C2、C3、C4的计算不需要相互依赖，而是可以基于A3-A0、B3-B0、C0独立计算。

4）操作步骤及顺序：

输入序列G4 P4 G3 P3 G2 P2 G1 P1 Cin，根据公式分别计算出C4 C3 C2 C1 G* P*。 以C2=G2+P2G1+为例：先进行与运算，P2G1进行与运算，然后将其结果与G2进行或运算。输出结果C4 C3 C2 C1 G* P* 3、四位快速加法器1 ） 电路原理图

2）设计分析及说明：

**输入：**, , Cin

**输出：**运算结果S的四位数据S3-S0，最高位进位Cout，p*，G*。

3）实验结果记录与分析：

输入：x = 1000，y = 0100，Cin = 0； 输出：s = 1100，Cout = 0，p* = 0，G* = 0

分析：首先将Xn和Yn分别进行AND和OR运算后送入，然后计算出S3-S0。

4）操作步骤及顺序：

4. 十六位快速加法器 1) 电路图

TODO（上传图片时名字重复，导致文章中图片混杂）

2）设计分析及说明：

需要一个动作来并行计算进位值，然后只需要四个四位快速加法器就可以实现四位运算。

3）实验结果记录与分析：

输入：X = 0 1100，Y = 1 0100，Cin = 0；

输出：S = 1 0000，Cout = 0，p* = 0，G* = 0

分析：将输入的32位数据分成4个4位数据分别发送，用4位加法器分别计算S0-S3，用其计算p*和G*。 结果正确，符合预期。

4）操作步骤及顺序：

5.32位快速加法器1）电路图

TODO（上传图片时名字重复，导致文章中图片混杂）

2）设计分析及说明：

设Xf和Yf分别为两个操作数的符号位，Sf为结果的符号位，V为溢出标志位。 当V=1时，表示溢出。

那么就有一个逻辑表达式：

该逻辑表达式表明，有符号加法运算溢出的条件是：两个操作数都为正，但结果为负数，或者两个操作数都为负，但结果为正数。

3）实验结果记录与分析：

对于输入和输出，请参见32位快速加法器图。

分析：将输入数据分为高十六位和低十六位，分别送入两个十六位快速加法器进行计算。 根据两个操作数的符号位和运算结果的符号位可以计算是否溢出。

4）操作步骤及顺序：

6.32位MIPS运算单元0）芯片引脚及功能说明。

1）电路图

2）设计分析及说明：按位与、按位或、按位异或、按位或非利用相应的器件完成有符号比较和无符号比较操作

**输入：** 32位操作数1X、32位操作数2Y、AluOP运算符功能控制码S。

**输出：**结果，结果，有符号运算溢出判断为OF，无符号数溢出判断为UOF，判断两个操作数是否相等Equal

3）实验结果记录与分析：

分析：结合各个函数的实际原理，分析结果是否正确，验证运行

4）操作步骤及顺序：

4.实验收获与经验

1、片选信号可以悬空或不处理，或者接常量1，或者接解码器验证是否正确。

2、通过电路中性线的颜色可以判断问题出在哪里。常见的颜色判断：蓝色表示位置状态； 红色表示信号冲突； 亮绿色表示高电平

路由时，蓝色表示该点具有未知值，灰色表示该点未连接到任何东西。 接线过程中出现蓝色、灰色属于正常现象。 但接线完成后应该不会出现。

模拟时不应出现蓝灰色外观。 戳工具点Pin可改变其值。 值为 1 的线为浅绿色，值为 0 的线为深绿色。 如果传输多位线，则为黑色。 绿色和黑色是正常的。

但红色表示：接线错误、冲突。

3、解复用器有一个输入、一个选择（定义哪个输出端输出输入数据）和一个输出，而解码器只有一个选择（选择哪个输出为1）和一个输出。

5、实验中遇到的问题及解决办法。 电路连接过程中，电路逻辑完全正确，但点路径显示为蓝色。

解决方法：如果电路正确，则重新启动。 重启后就不会出现蓝色了。 如果仍然出现蓝线，则需要重新检查电路。

Pin 导致其值发生变化。 值为 1 的线为浅绿色，值为 0 的线为深绿色。 如果传输多位线，则为黑色。 绿色和黑色是正常的。

但红色表示：接线错误、冲突。

3、解复用器有一个输入、一个选择（定义哪个输出端输出输入数据）和一个输出，而解码器只有一个选择（选择哪个输出为1）和一个输出。