北邮计算机系统结构-WINDLX模拟器实验 报告

实验报告

学院：计算机学院

课程名称：计算机系统结构

实验名称： WINDLX模拟器实验

班级：

姓名：

学号：

实验一 WINDLX模拟器安装及使用

略

实验二指令流水线相关性分析

一．实验类别

验证实验

二．实验目的

通过使用WINDLX模拟器，对程序中的三种相关现象进行观察，并对使用专用通路，增加运算部件等技术对性能的影响进行考察，加深对流水线和RISC处理器的特点的理解。

三．实验环境

Windows XP操作系统

WinDLX模拟器

四．实验原理

指令流水线中主要有结构相关、数据相关、控制相关。相关影响流水线性能。

（1）数据相关

定义：原有先后顺序的两条指令（I1，I2)在对共享变量（位置）进行读、写时，指令流水线中实际完成的读、写顺序与原有顺序不一

致，导致流水线输出错误。

三类数据相关：

写读(WR)相关

读写(RW)相关

写写(WW)相关

解决方法技术：

1. 使某些流水线指令延迟、停顿一或多个周期。

2. 双端口存储器:如果指令和数据放在同一个存储器。

3. 设置两个存储器：一个数据存储，一个为指令存储器。

4. 软件优化编译：通过指令重新排序，消除数据相关。

5. 定向技术：又称旁路技术或专用通路技术，是使后续指令

提前得到前指令的运算结果(适合ALU类指令）（2）结构相关

定义：如果某指令在流水线重叠执行过程中，硬件资源满足不了指令重叠执行的要求，会产生资源冲突或竞争，称为流水线结构相关

解决方法技术：

1. 延迟技术：使某些指令延迟、停顿一或多个时钟周期

2. 双端口存储器：允许同时读两个数据或指令

3. 设置双存储器（哈弗结构）：一个数据存储，一个指令存

储。 4软件优化编译：通过指令重新排序消除结构相关。

（3）控制相关

定义：控制相关是指因程序执行转移类指令而引起的冲突相关。包括无条件转移、条件转移、子程序调用、中断等，它们属于分支指令，执行中可能改变程序方向，造成流水线断流。

解决方法技术：

1、静态分支技术

静态转移预测技术(猜测法) ；

延迟转移；

提前形成条件码，生成转移目标地址；

改进循环程序；

2、动态分支预测技术

转移历史表BHT；

转移目标缓冲栈（BTB）；

转移目标指令缓冲栈BTIB；

五．实验步骤

（1）观察程序中出现的数据/控制/结构相关。指出程序中出现上述现象的指令组合。

（2）考察增加浮点运算部件对性能的影响。

（3）考察增加forward部件对性能的影响。

（4）观察转移指令在转移成功和转移不成功时候的流水线开销。

注意：除（2）以外，浮点加、乘、除部件都只有一个；

本问题中所有浮点运算部件的延时都请设定为4个周期。

六．实验过程

在开始模拟之前，将fact.s和input.s加载至WinDLX中。

加载完后点击Code后可以看到如下图所示。证明加载成功，即可进行以下实验。

（1）观察程序中出现的数据/控制/结构相关。指出程序中出现上述现象的指令组合。

1.1.数据相关

如图所示

lbu r3,0×0(r2)

要在WB周期写回r3中的数据；而下一条指令

seqi r5,r3,0×a

要在intEX周期中读取r3中的数据。

上述过程发生了WR冲突，即写读相关。为了避免此类冲突，

seq r5,r4,0×a的intEX指令延迟了一个周期进行。

则发生数据相关的指令为

1.2控制相关

可知第0*00000130条指令jfact.Loop为循环指令，指令在EX时刻才能判别指令是否发生转移，此时发生了控制相关。如下所示，此时指令跳转成功，故顺序取出的指令必须中断，并且转向取出转移到的指令。

jfact.Loop在EX时发现跳转成功，则在EX阶段马上结束指令顺序取出的指令sd PrintfValue(r0),f0，转而执行led f0/4指令的取指阶段ID。由于此控制相关使得流水线断流一个时钟周期。

1.3 结构相关

上图表明了addi r2,r2,0×1的详细信息。该指令与它前一条指令add r1,r1,r3发生了结构相关。并且由于此处的冲突，需要暂停2个周期。在ID段暂停后，则开始进图intEX段。所以这条指令（addi r2,r2,0×1）你不能进入ID流水段，译码部分占用，发生了结构相关。该部分的指令为：

（2）考察增加浮点运算部件对性能的影响。

取N=12

设置浮点运算部件的配置。由于实验手册上面要求Delay=4，所以我们将Delay这一栏改成4，而Count可以任意，为了对比，我们第一次浮点运算部件取全部为2，第二次浮点运算部件取全部为4。

分别运行50个cycles后，数据对比如下：

比较各个数据，发现没有变化。无论怎么增加浮点运算部件，统计结果都一样。原因在于此程序中浮点计算指令没有重叠，所以并行度没有增加，性能没有提高。

所以，浮点运算部件的增减对效率无影响。

（3）考察增加forward部件对性能的影响。

为了对比有无forward部件的性能。需要在勾选enable forwarding，以及不勾选enable configuration来看性能数据的对比。

不使用forward部件：使用forward部件：

从上面的数据我们可以看出增加forward部件后，总的周期数由200减少至158，RAW由原来占总时钟周期的32.5%减少至16.46%，RAW个数由原来的65减少至26。增加forward部件使得控制相关比例增加了。

所以，使用forward部件后，总的时钟周期减少，数据相关减少，流水线的性能得到一定的改善。

（4）观察转移指令在转移成功和转移不成功时候的流水线开销。

可知条件分支指令总共有15条，其中有2条转移成功（13.33%），有13条转移不成功。

转移不成功的指令就顺序执行，故不会影响程序的运行，不会导致流水线断流；而转移成功的指令会导致流水线的断流，要废弃预先读入的指令，重新从转移成功处读入指令，执行效率会下降。经分析可知，两次断流都会导致一个周期的流水线断流。

七．实验总结

1.在流水线中，硬件资源满足不了指令重叠执行的要求，会产生资源冲突或竞争，称为流水线结构相关，而解决流水线相关的途径之一是设置双存储器（哈弗结构）：一个数据存储，一个指令存储。实际上，本身实现DLX指令的硬件设备已经考虑到了这一点，本身已有两个存储器，一个为数据存储器，一个为指令存储器。故本身就解决了部分结构相关问题。并且fact.s中的指令并不会导致其他资源冲突，故无法体现资源相关。试验中多加入浮点数部件，运行效率等没有变化。通过观察指令的运行情况，因为不会发生结构相关（硬件资源冲突），在流水线中的部件线性使用，故加入部件也不会对结果有直接的影响。

2.本次实验，主要通过对于三种相关的观察，分析出现相关时的指令，分析浮点运算部件和forward部件对性能的影响，观察转移指令在转移成功和不成功时的流水线开销，这些实验一步一步，通过WinDLX形象生动的表示，使我在实践中更加深入的认识了流水线。

3. 通过本次实验，我熟悉了指令执行的每个阶段的任务，对时空图的理解也更深了一步，对流水线中的三种相关性问题有了认识，同时通过此实验学习到了解决这些相关问题的方法，从而对课上所学的知识有了更系统的认识。

实验三 DLX处理器程序设计

一．实验类别

综合型实验

二．实验目的

学习使用DLX汇编语言编程，进一步分析相关现象

三．实验环境

Windows XP操作系统

DLX汇编语言环境

四．实验原理

掌握向量运算算法和编程方法。

五．实验步骤

（1）熟悉DLX汇编语言。

（2）编写两双精度浮点一维向量的加法运算程序。

（3）对此程序完成上面实验二中1)、2)、3)、4)方面的分析。六．实验过程

（1）代码清单和注释说明

.data

VectorLength: .word 16

Vector1: .word 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16

Vector2: .word 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16

; 声明向量长度以及声明向量 1、2

Printf1: .asciiz "Vector ="

Printf2: .asciiz " %f"

.align 2

PrintPrompt: .word Printf1

PrintPar: .word Printf2

Result: .space 4 ; 存放打印数据的空间申请

.text

main:

addi r14,r0,PrintPrompt

trap 5

lw r20,VectorLength

addi r2,r0,0

Loop:

ld f10,Vector1(r2)

ld f12,Vector2(r2) ; 循环体中读入向量

cvti2d f0,f10

cvti2d f2,f12

addd f4,f2,f0 ; 加法运算

Finish:;**** Finish,write result into stdout

sd Result,f4

addi r14,r0,PrintPar

trap 5 ; 系统中断，输出结果

addi r2,r2,4

subi r20,r20,1

bnez r20,Loop

;End

trap 0

运行结果

（2）观察程序中出现的数据/控制/结构相关。指出程序中出现上述现象的指令组合。

无结构相关，有控制相关15次和数据相关64次。

数据相关：以当对当前指令的操作数寄存器进行操作（EX）的时候，前几条指令的运算结果还未写回（WB）结果寄存器，由此产生数据相关。

结构相关：由于只做了一次加法，所以没有产生结构相关

第一条命令在WB段，第二条命令在intEX段，第四条命令在IF段。而第三条命令指示为"aborted"。此处发生了控制相关。

（3）考察增加浮点运算部件对性能的影响。

设置浮点运算部件的配置。由于实验手册上面要求Delay=4，所以我们将Delay这一栏改成4，而Count可以任意，为了对比，我们第一次浮点运算部件取全部为2，第二次浮点运算部件取全部为4。

数据对比如下：

比较各个数据，发现没有变化。无论怎么增加浮点运算部件，统计结果都一样。原因在于此程序中浮点计算指令没有重叠，所以并行度没有增加，性能没有提高。

所以，浮点运算部件的增减对效率无影响。

（4）考察增加forward部件对性能的影响。

为了对比有无forward部件的性能。需要在勾选enable forwarding，以及不勾选enable configuration来看性能数据的对比。

不使用forward部件：使用forward部件：

从上面的数据我们可以看出增加forward部件后，总的周期数由413减少至315，RAW由原来占总时钟周期的39.22%减少至20.32%，RAW个数由原来的162减少至64。增加forward部件使得控制相关比例增加了。

所以，使用forward部件后，总的时钟周期减少，数据相关减少，流水线的性能得到一定的改善。

（5）观察转移指令在转移成功和转移不成功时候的流水线开销。

可知条件分支指令总共有16条，其中有15条转移成功（93.75%），有1条转移不成功。

转移不成功的指令就顺序执行，故不会影响程序的运行，不会导致流水线断流；而转移成功的指令会导致流水线的断流，要废弃预先读入的指令，重新从转移成功处读入指令，执行效率会下降。经分析可知，两次断流都会导致一个周期的流水线断流。

七.实验总结

通过此次实验我对实验二所进行的数据相关、控制相关、结构相关的性能分析做了更深入的了解，以及对于功能部件对流水线的影响，forwarding 技术对流水线的影响，还有就是静态指令调度等。

通过自行编写向量矢量算法，在代码中初始化两个向量，按照分量顺序进行运算。当然，如果想要改变源向量，直接处理代码中的相关数据即可。

总之，该实验主要着重对浮点运算以及对于流水线的相关影响及性能分析，使我受益匪浅。

实验四代码优化

一．实验类别

综合实验

二．实验目的

学习简单编译优化方法，观察采用编译优化方法所带来的性能的提高。

三．实验环境

Windows XP操作系统

DLX汇编语言环境

四．实验原理

采用静态调度方法重排指令序列，减少相关，优化程序

五．实验步骤

（1）使用静态调度方法手工优化实验2或实验3的代码

（2）对优化程序，重复实验二中（1）、（2）、（3）、（4）工作。

六．实验过程

对实验三中的两双精度浮点一维向量的加法运算程序代码进行优化，如下所示：

.data

VectorLength: .word 16

Vector1: .word 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16

Vector2: .word 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16

Printf1: .asciiz "Vector ="

Printf2: .asciiz " %f"

.align 2

PrintPrompt: .word Printf1

PrintPar: .word Printf2

Result: .space 4

.text

main:

addi r14,r0,PrintPrompt

trap 5

addi r2,r0,0

lw r20,VectorLength

Loop:

ld f10,Vector1(r2)

ld f12,Vector2(r2)

addi r2,r2,4

cvti2d f0,f10

cvti2d f2,f12

subi r20,r20,1

addd f4,f2,f0

;此处进行优化，之前插入一条指令，避免f2的RAW冲突

sd Result,f4

addi r14,r0,PrintPar

trap 5

;addi r2,r2,4

;subi r20,r20,1

bnez r20,Loop

trap 0

运行结果相同

(1)程序相性分析

优化前优化后

由上述两图对比可以看出，

数据相关：其RAW相关由优化前的20.32%减少为16.05%，性能改善很多；

结构相关没有发生改变；

控制相关：由原来的4.76%变为5.02%，没有改善。

因此，可以看出，我所进行的代码优化对性能方面改善并不是很强烈，主要影响还是在数据相关方面。

(2)考察增加浮点运算部件对性能的影响。

由此可以看出，其浮点运算部件个数对统计结果并无影响。

原因为该运算过程中不存在结构相关，因此并行度没有增加，程序影响不大，部件增加对于系统的性能并没有改善。

(3)考察增加forward部件对性能的影响。

不使用forward部件：使用forward部件：

通过对比可以看出，使用forwarding部件之后执行周期由348个减少为299个，数据相关由97个减少为48个，数据相关的比例从总时钟周期的27.87%减为16.05%。

控制相关比例增加了，由原来占总时钟周期的4.31% 增至5.02%。

在使用forward之后，处理的各个方面的性能都得到了提升，时钟周期减少，相关造成的延时减少。

(4)观察转移指令在转移成功和转移不成功时候的流水线开销。

可知条件分支指令总共有16条，其中有15条转移成功（93.75%），有1条转移不成功。

转移不成功的指令就顺序执行，故不会影响程序的运行，不会导致流水线断流；而转移成功的指令会导致流水线的断流，要废弃预先读入的指令，重新从转移成功处读入指令，执行效率会下降。经分析可知，两次断流都会导致一个周期

课程设计实验报告 北邮

课程设计实验报告 -----物联网实验 学院：电子工程学院班级：2011211204 指导老师：赵同刚

一．物联网概念 物联网是新一代信息技术的重要组成部分。物联网的英文名称叫“The Internet of things”。顾名思义，物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网的基础上延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物体与物体之间，进行信息交换和通信。因此，物联网的定义是：通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。 二．物联网作用 现有成熟的主要应用包括： —检测、捕捉和识别人脸，感知人的身份； —分析运动目标（人和物）的行为，防范周界入侵； —感知人的流动，用于客流统计和分析、娱乐场所等公共场合逗留人数预警； —感知人或者物的消失、出现，用于财产保全、可疑遗留物识别等； —感知和捕捉运动中的车牌，用于非法占用公交车道的车辆车牌捕捉； —感知人群聚集状态、驾驶疲劳状态、烟雾现象等各类信息。 三．物联网无线传感（ZigBee）感知系统 ZigBee是一种新兴的短距离、低功耗、低数据速率、低成本、低复杂度的无线网络技术。ZigBee在整个协议栈中处于网络层的位置，其下是由IEEE 802.15.4规范实现PHY（物理层）和MAC（媒体访问控制层），对上ZigBee提供了应用层接口。 ZigBee可以组成星形、网状、树形的网络拓扑，可用于无线传感器网络（WSN）的组网以及其他无线应用。ZigBee工作于2.4 GHz的免执照频段，可以容纳高达65 000个节点。这些节点的功耗很低，单靠2节5号电池就可以维持工作6～24个月。除此之外，它还具有很高的可靠性和安全性。这些优点使基于ZigBee的WSN广泛应用于工业控制、消费性电子设备、汽车自动化、家庭和楼宇自动化、医用设备控制等。 ZigBee的基础是IEEE802.15.4，这是IEEE无线个人区域网工作组的一项标准，被称作IEEE802.15.4(ZigBee)技术标准。ZigBee不仅只是802.15.4的名字。IEEE仅处理低级MAC

计算机体系结构实验报告二

实验二结构相关 一、实验目得: 通过本实验,加深对结构相关得理解,了解结构相关对CPU性能得影响。 二、实验内容: 1、用WinDLX模拟器运行程序structure_d、s 。 2、通过模拟,找出存在结构相关得指令对以及导致结构相关得部件。 3、记录由结构相关引起得暂停时钟周期数,计算暂停时钟周期数占总执行 周期数得百分比。 4、论述结构相关对CPU性能得影响,讨论解决结构相关得方法。 三、实验程序structure_d、s LHI R2, (A>>16)&0xFFFF 数据相关 ADDUI R2, R2, A&0xFFFF LHI R3, (B>>16)&0xFFFF ADDUI R3, R3, B&0xFFFF ADDU R4, R0, R3 loop: LD F0, 0(R2) LD F4, 0(R3) ADDD F0, F0, F4 ;浮点运算,两个周期,结构相关 ADDD F2, F0, F2 ; < A stall is found (an example of how to answer your questions) ADDI R2, R2, #8 ADDI R3, R3, #8 SUB R5, R4, R2 BNEZ R5, loop ;条件跳转 TRAP #0 ;; Exit < this is a ment !! A: 、double 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 B: 、double 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 四、实验过程 打开软件,load structure_d、s文件,进行单步运行。经过分析,此程序一 次循环中共有五次结构相关。(Rstall 数据相关Stall 结构相关) 1)第一个结构相关:addd f2,,f0,f2 由于前面得数据相关,导致上一条指令addd f0,f0,f4暂停在ID阶段,所以下一条指令addd f2,,f0,f2发生结构相关,导致相关得部件:译码部件。

北邮数字电路综合实验报告

数字电路综合实验报告 简易智能密码锁 一、实验课题及任务要求 设计并实现一个数字密码锁，密码锁有四位数字密码和一个确认开锁按键，密码输入正确，密码锁打开，密码输入错误进行警示。 基本要求： 1、密码设置：通过键盘进行4 位数字密码设定输入,在数码管上显示所输入数字。通过密码设置确定键（BTN 键）进行锁定。 2、开锁：在闭锁状态下，可以输入密码开锁，且每输入一位密码，在数码管上显示“-”，提示已输入密码的位数。输入四位核对密码后，按“开锁”键，若密码正确则系统开锁，若密码错误系统仍然处于闭锁状态，并用蜂鸣器或led 闪烁报警。 3、在开锁状态下，可以通过密码复位键（BTN 键）来清除密码，恢复初始密码“0000”。闭锁状态下不能清除密码。 4、用点阵显示开锁和闭锁状态。 提高要求： 1、输入密码数字由右向左依次显示，即：每输入一数字显示在最右边的数码管上,同时将先前输入的所有数字向左移动一位。 2、密码锁的密码位数（4~6 位）可调。

3、自拟其它功能。 二、系统设计 2.1系统总体框图 2.2逻辑流程图

2.3MDS图 2.4分块说明 程序主要分为6个模块：键盘模块，数码管模块，点阵模块，报警模块，防抖模块，控制模块。以下进行详细介绍。 1.键盘模块 本模块主要完成是4×4键盘扫描，然后获取其键值，并对其进行编码，从而进行按键的识别，并将相应的按键值进行显示。 键盘扫描的实现过程如下：对于4×4键盘，通常连接为4行、4列，因此要识别按键，只需要知道是哪一行和哪一列即可，为了完成这一识别过程，我们的思想是，首先固定输出高电平，在读入输出的行值时，通常高电平会被低电平拉低，当当前位置为高电平“1”时，没有按键按下，否则，如果读入的4行有一位为低电平，那么对应的该行肯定有一个按键按下，这样便可以获取到按键的行值。同理，获取列值也是如此，先输出4列为高电平，然后在输出4行为低电平，再读入列值，如果其中有哪一位为低电平，那么肯定对应的那一列有按键按下。由此可确定按键位置。

计算机网络课程设计实验报告

校园网的组建与应用 摘要： 本文针对实验室的设备环境，对校园网的组网方式进行了研究和模拟，并最终提出了一套完整的校园网组网方案。 实验中我们对路由器、交换机等组网基础设备进行了认真的研究。关于路由器，我们实现了本地基本配置，并分别使用路由器的串口和以太网口实现了不同网段的网络互联，对路由器静态及动态路由机制进行了探究。关于交换机，我们实现了VLAN的划分以及不同VLAN间的相互通信，对广播风暴现象的产生原理及解决方案进行了特定的实验。综合两者的功能，我们对多种网络拓扑结构进行了分析，讨论和改进。最后通过实验和模拟提出了一套完整的校园网组建方案。 在此方案中，我们在实现了网络互通的情况下，我们进行了IP地址的划分，IP地址利用DHCP进行自动分配。并根据模拟实际，对不同的主机进行VLAN划分，同时保证不同VLAN间的相互访问与特定VLAN的保护与单向访问。同时构建内部防火墙保证校园网与外部的安全访问。构建了完整可靠的网络之后，依据校园网的功能和服务需求，我们搭建了FTP服务器，用于提供基础的网络服务。 限于实验室条件的限制，我们的方案并不是完全能够适用于现实的。但是，通过实验使我们对校园网乃至更大的网络有了更加深刻的了解。

目录

一、前言 随着信息的调整膨胀，全球信息已经进入以计算机网络为核心的时代。作为科技先导的教育行业，计算机校园网已是教育进行科研和现代化管理的重要手段。近几年、校园网已经取得很大的发展，中国教育科研网投入运营，全国多所高校校园网络开通联网。 随着学校教育手段的现代化，很多学校已经逐渐开始将学校的管理和教学过程向电子化方向发展，校园网的有无以及水平的高低也将成为评价学校及学生选择学校的新的标准之一，此时，校园网上的应用系统就显得尤为重要。一方面，学生可以通过它在促进学习的同时掌握丰富的计算机及网络信息知识，毫无疑问，这是学生综合素质中极为重要的一部分；另一方面，基于先进的网络平台和其上的应用系统，将极大的促进学校教育的现代化进程，实现高水平的教学和管理。 学校目前正加紧对信息化教育的规划和建设。开展的校园网络建设，旨在推动学校信息化建设，其最终建设目标是将建设成为一个借助信息化教育和管理手段的高水平的智能化、数字化的教学园区网络，最终完成统一软件资源平台的构建，实现统一网络管理、统一软件资源系统，并保证将来可扩展骨干网络节点互联带宽为10G，为用户提供高速接入网络，并实现网络远程教学、在线服务、教育资源共享等各种应用；利用现代信息技术从事管理、教学和科学研究等工作。最终达到在网络方面，更好的对众多网络使用及数据资源的安全控制，同时具有高性能，高效率，不间断的服务，方便的对网络中所有设备和应用进行有效的时事控制和管理。 二、综述 2.1 概述 从物理意义上来说，校园网就是一种局域网。校园网是各类型网络中一大分支，有着非常广泛的应用及代表性。作为新技术的发祥地，学校、尤其是高等院校，和网络的关系是密不可分的。作为“高新技术孵化器”的高校，是知识、人才的高地，资源十分丰富，比其他行业更渴求网络新技术、网络新应用，

北邮电路综合实验报告——串行口数据传输的仿真及硬件实现

北京邮电大学 信息与通信工程学院 电路综合实验报告 串行口数据传输的仿真及硬件实现 姓名： 学号： 班内序号： 班级： 指导老师： 日期：2014年10月10日

摘要： 本实验模拟了现代数字逻辑电路中的数据传输过程。使用连续的代表0、1的高低电平作为数字信号，将该数字信号从输出端发送到接收端，并分别用串行、并行两种方式进行锁存，检测。本实验模拟了序列信号的发生装置、串并转换装置、串行并行两种方式的检测装置、锁存输出和控制电路，实现了一个简单的串行口数据传输模型。在此试验中，通过对常见芯片的组合实现功能，将一串由0、1组成的数字信号进行传输、转换、检测，使之显示在数码管上成为可读信息。并且，还实现了对此电路显示的控制，使数码管在满足条件的情况下才点亮。在实验中，还使用了Qua rtusⅡ对设计的电路进行了仿真模拟。 关键字： 数据传输、串并转换、数据检测、QuartusII Abstract： This experiment simulated data transfer in modern digital logic circuit. Digital signal was transferred from the output terminal to the receiving end, which was consisted of

continuous high or low level represent 0 and 1 as digital signal, and latch, test it through serial or parallel mode. Our experiment simulated the producing equipment of sequence signal, the signal conversion module, testing module of serial and parallel mode, latch output and control circuit. It implements a simple serial port data communication model. In the experiment, we use the combination of simple chips to realize the function that transport, transfer and test a sequence of the digital signal consisting of 0 and 1, and display it on LED Segment Displays. In addition, we realize the control of display. The LED Segment Displays works only in specific conditions. We also conduct simulations on QuartusⅡ. Keywords: Data transmission, String conversion, Data detection, Quartus II 目录 一、实验目的 (4)

计算机系统结构实验报告

计算机系统结构实验报告 一．流水线中的相关 实验目的： 1. 熟练掌握WinDLX模拟器的操作和使用，熟悉DLX指令集结构及其特点； 2. 加深对计算机流水线基本概念的理解； 3. 进一步了解DLX基本流水线各段的功能以及基本操作； 4. 加深对数据相关、结构相关的理解，了解这两类相关对CPU性能的影响； 5. 了解解决数据相关的方法，掌握如何使用定向技术来减少数据相关带来的暂停。 实验平台： WinDLX模拟器 实验内容和步骤： 1.用WinDLX模拟器执行下列三个程序： 求阶乘程序fact.s 求最大公倍数程序gcm.s 求素数程序prim.s 分别以步进、连续、设置断点的方式运行程序，观察程序在流水线中的执行情况，观察 CPU中寄存器和存储器的内容。熟练掌握WinDLX的操作和使用。 2. 用WinDLX运行程序structure_d.s，通过模拟找出存在资源相关的指令对以及导致资源相 关的部件；记录由资源相关引起的暂停时钟周期数，计算暂停时钟周期数占总执行周期数的 百分比；论述资源相关对CPU性能的影响，讨论解决资源相关的方法。 3. 在不采用定向技术的情况下（去掉Configuration菜单中Enable Forwarding选项前的勾选符），用WinDLX运行程序data_d.s。记录数据相关引起的暂停时钟周期数以及程序执行的 总时钟周期数，计算暂停时钟周期数占总执行周期数的百分比。 在采用定向技术的情况下（勾选Enable Forwarding），用WinDLX再次运行程序data_d.s。重复上述3中的工作，并计算采用定向技术后性能提高的倍数。 1. 求阶乘程序 用WinDLX模拟器执行求阶乘程序fact.s。这个程序说明浮点指令的使用。该程序从标准 输入读入一个整数，求其阶乘，然后将结果输出。 该程序中调用了input.s中的输入子程序，这个子程序用于读入正整数。 实验结果： 在载入fact.s和input.s之后，不设置任何断点运行。 a.不采用重新定向技术，我们得到的结果

实验六-实验报告

《数据库原理》实验报告 实验六、视图和图表的定义及使用实验 姓名胡艺敏学号38 系别 女 数计学院 班 级 11计科师 范 主讲教师江凤莲指导教师江凤莲实验日期2013 4-27 专 业 计算机 课程名称数据库原理同组实验者 一、实验目的 使学生掌握利用SQL Server企业管理器的视图创建向导和图表创建向导建立视图表和关系图（图表），加深对视图和图表概念的理解，了解视图和图表的作用。 二、实验要求 1）调出创建视图向导，在图书-读者库中按下列T-SQL描述创建读者视图。 CREATE VIEW 读者_VIEW AS SELECT 图书.*，借阅.* FROM 图书,借阅,读者 WHERE 图书.书号=借阅.书号AND借阅.读者编号=读者.编号; 2）调出向导，按T-SQL描述创建借阅_计算机图书视图。 CREATE VIEW 借阅_计算机图书 AS SELECT 图书.*，借阅.* FROM 图书，借阅 WHERE 图书.书号=借阅.书号AND图书.类别=‘计算机’ 3）调出创建图表向导，完成在图书_读者数据库中建立图书_借阅图表的操作。要求该图表包括图书和借阅两个表，通过“图书.书号=借阅.书号”外码与被参照表之间的关联。 4）查看以上视图和图表的属性，并修改到正确为止。 三、实验类型：验证、设计、综合 四、实验环境

Microsoft SQL Server 2000 五、实验内容: （1）实验代码（可加附页）： （1）基本操作实验 1）查看图书-读者库结构信息，根据给定的T-SQL语句确定视图结构信息，如表10所示。 表10 视图结构信息 序号视图名 数据库 名 相关表名列定义元组定义 1 读者_VIEW 图书-读 者 图书,借阅, 读者 图书.*， 借阅.* 图书.书号=借阅.书号 AND 借阅.读者编号=读者. 编号 2 借阅_计算 机图书 图书-读 者 图书，借阅 图书.*， 借阅.* 图书.书号=借阅.书号 AND图书.类别='计算机' 2）查看图书-读者库结构信息，根据题目要求确定图表结构信息，如表11所示。 表11 图表结构信息 图表名数据库名主表名参照表 名 关联定义 读者_VIEW 图书-读 者 借阅图书图书.书号=借阅.书号 （2）实验结果（可加附页）：

北京邮电大学数字电路实验报告

北京邮电大学 数字电路与逻辑设计实验 实验报告 实验名称：QuartusII原理图输入 法设计与实现 学院：北京邮电大学 班级： 姓名： 学号：

一．实验名称和实验任务要求 实验名称：QuartusII原理图输入法设计与实现 实验目的：⑴熟悉用QuartusII原理图输入法进行电路设计和仿真。 ⑵掌握QuartusII图形模块单元的生成与调用； ⑶熟悉实验板的使用。 实验任务要求：⑴掌握QuartusII的基础上，利用QuartusII用逻辑 门设计实现一个半加器，生成新的半加器图像模 块。 ⑵用实验内容（1）中生成的半加器模块以及逻辑门 实现一个全加器，仿真验证其功能，并能下载到实 验板上进行测试，要求用拨码开关设定输入信号， 发光二级管显示输出信号。 ⑶用3线—8线译码器（74L138）和逻辑门实现要求 的函数：CBA F+ C + =,仿真验证其 + B C B A A A B C 功能，，并能下载到实验板上进行测试，要求用拨 码开关设定输入信号，发光二级管显示输出信号。二．设计思路和过程 半加器的设计实现过程：⑴半加器的应有两个输入值，两个输出值。 a表示加数，b表示被加数，s表示半加和， co表示向高位的进位。

⑵由数字电路与逻辑设计理论知识可知 b a s ⊕=;b a co ?= 选择两个逻辑门：异或门和与门。a,b 为异 或门和与门的输入，S 为异或门的输出，C 为与门的输出。 (3)利用QuartusII 仿真实现其逻辑功能， 并生成新的半加器图形模块单元。 (4)下载到电路板，并检验是否正确。 全加器的设计实现过程：⑴全加器可以由两个半加器和一个或门构 成。全加器有三个输入值a,b,ci ，两个输 出值s,co ：a 为被加数，b 为加数，ci 为低 位向高位的进位。 ⑵全加器的逻辑表达式为： c b a s ⊕⊕= b a ci b a co ?+?⊕=)( ⑶利用全加器的逻辑表达式和半加器的逻 辑功能，实现全加器。 用3线—8线译码器（74L138）和逻辑门设计实现函数 CBA A B C A B C A B C F +++= 设计实现过程：⑴利用QuartusII 选择译码器（74L138）的图形模块

北邮移动通信实验报告

信息与通信工程学院移动通信实验报告 班级： 姓名： 学号： 序号： 日期：

一、实验目的 1移动通信设备观察实验 1.1RNC设备观察实验 a) 了解机柜结构 b) 了解RNC机框结构及单板布局 c) 了解RNC各种类型以及连接方式 1.2基站设备硬件观察实验 a) 初步了解嵌入式通信设备组成 b) 认知大唐移动基站设备EMB5116的基本结构 c) 初步分析硬件功能设计 2网管操作实验 a) 了解OMC系统的基本功能和操作 b) 掌握OMT如何创建基站 二、实验设备 TD‐SCDMA移动通信设备一套（EMB5116基站+TDR3000+展示用板卡）、电脑。 三、实验内容 1TD-SCDMA系统认识 TD-SCDMA是英文Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access（时分同步码分多址）的简称，TD-SDMA是由中国提出的第三代移动通信标准(简称3G)，也是ITU批准的三个3G标准中的一个，以我国知识产权为主的、被国际上广泛接受和认可的无线通信国际标准。是我国电信史上重要的里程碑。 TD-SCDMA在频谱利用率、业务支持灵活性、频率灵活性及成本等方面有独特优势。TD-SCDMA由于采用时分双工，上行和下行信道特性基本一致，因此，基站根据接收信号估计上行和下行信道特性比较容易。TD-SCDMA使用智能天线技术有先天的优势，而智能天线技术的使用又引入了SDMA的优点，可以减少用户间干扰，从而提高频谱利用率。TD-SCDMA还具有TDMA的优点，可以灵活设置

上行和下行时隙的比例而调整上行和下行的数据速率的比例，特别适合因特网业务中上行数据少而下行数据多的场合。但是这种上行下行转换点的可变性给同频组网增加了一定的复杂性。TD-SCDMA是时分双工，不需要成对的频带。因此，和另外两种频分双工的3G标准相比，在频率资源的划分上更加灵活。 图1 3G网络架构 2硬件认知 2.1 RNC设备认知 TDR3000整套移动通信设备机框外形结构如图2所示。

计算机体系结构实验报告二

实验二结构相关 一、实验目的： 通过本实验，加深对结构相关的理解，了解结构相关对CPU性能的影响。 二、实验内容： 1. 用WinDLX模拟器运行程序structure_d.s 。 2. 通过模拟，找出存在结构相关的指令对以及导致结构相关的部件。 3. 记录由结构相关引起的暂停时钟周期数，计算暂停时钟周期数占总执行 周期数的百分比。 4. 论述结构相关对CPU性能的影响，讨论解决结构相关的方法。 三、实验程序structure_d.s LHI R2, (A>>16)&0xFFFF 数据相关 ADDUI R2, R2, A&0xFFFF LHI R3, (B>>16)&0xFFFF ADDUI R3, R3, B&0xFFFF ADDU R4, R0, R3 loop: LD F0, 0(R2) LD F4, 0(R3) ADDD F0, F0, F4 ；浮点运算，两个周期，结构相关 ADDD F2, F0, F2 ; <- A stall is found (an example of how to answer your questions) ADDI R2, R2, #8 ADDI R3, R3, #8 SUB R5, R4, R2 BNEZ R5, loop ；条件跳转 TRAP #0 ;; Exit <- this is a comment !! A: .double 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 B: .double 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10

四、实验过程 打开软件，load structure_d.s文件，进行单步运行。经过分析，此程序一 次循环中共有五次结构相关。（R-stall 数据相关Stall- 结构相关） 1)第一个结构相关：addd f2,,f0,f2 由于前面的数据相关，导致上一条指令addd f0,f0,f4暂停在ID阶段，所以下一条指令addd f2,,f0,f2发生结构相关，导致相关的部件：译码部件。 2)第二个结构相关：ADDI R2, R2, #8，与第一个结构相关类似。由于数据相关， 上一条指令暂停在ID阶段，所以导致下一条指令发生结构相关。

数据结构 哈夫曼编码 实验报告

数据结构实验报告 实验名称：实验3——树（哈夫曼编/解码器） 学生姓名： 班级： 班内序号： 学号： 日期：2011年12月5日 1．实验要求 利用二叉树结构实现哈夫曼编/解码器。 基本要求： 1、初始化(Init)：能够对输入的任意长度的字符串s进行统计，统计每个字符的频 度，并建立哈夫曼树 2、建立编码表(CreateTable)：利用已经建好的哈夫曼树进行编码，并将每个字符的 编码输出。 3、编码(Encoding)：根据编码表对输入的字符串进行编码，并将编码后的字符串输 出。 4、译码(Decoding)：利用已经建好的哈夫曼树对编码后的字符串进行译码，并输出 译码结果。 5、打印(Print)：以直观的方式打印哈夫曼树（选作） 计算输入的字符串编码前和编码后的长度，并进行分析，讨论哈夫曼编码的压缩效果。 并用I love data Structure, I love Computer。I will try my best to study data Structure.进行测试。 2. 程序分析 哈夫曼树结点的存储结构包括双亲域parent，左子树lchild，右子树rchild，还有字符word，权重weight，编码code 对用户输入的信息进行统计，将每个字符作为哈夫曼树的叶子结点。统计每个字符出现的次数作为叶子的权重，统计次数可以根据每个字符不同的ASCII码，根据叶子结点的权重建立一个哈夫曼树。 建立每个叶子的编码从根结点开始，规定通往左子树路径记为0，通往右子树路径记为1。由于编码要求从根结点开始，所以需要前序遍历哈夫曼树，故编码过程是以前序遍历二叉树为基础的。同时注意递归函数中能否直接对结点的编码域进行操作。 编码信息只要遍历字符串中每个字符，从哈夫曼树中找到相应的叶子结点，取得相应的编码。最后再将所有找到的编码连接起来即可。 译码则是将编码串从左到右逐位判别，直到确定一个字符。这就是哈夫曼树的逆过程。

体系结构windlx流水线实验报告

实验一基本实验 ----by 王琳 PB07210432 1. 实验目的： 1）熟悉计算机流水线基本概念 2）了解DLX基本流水线的各段的功能 3）了解各种不同指令在流水线中的实际流动情况 4）对流水线做性能分析 5）了解影响流水线效率的因素——数据相关、结构相关、控制相关，了解相关的种类 6）了解解决数据相关的方法 2. 实验平台：WinDLX仿真器 WinDLX简介: 是一个图形化、交互式的DLX流水线仿真器。 可以装入DLX汇编语言程序,然后单步,设断点或是连续执行该程序. CPU的寄存器,流水线,I/O和存储器都可以用图形表示出来 提供了对流水线操作的统计功能. 可以装载文件名为*.s的文件. 要求的硬件平台是IBM-PC兼容机. WinDLX是一个Windows应用程序,运行以上和以上的操作系统. WinDLX软件包中带有说明文件及教程,可以供使用者进一步了解仿真器的使用方法和DLX处理器的原理.大家再进行实验前应该仔细阅读这些文档. 3. 实验内容： 1）在仿真器上分别运行单条指令：Load指令、Store指令、分支指令、寄存器ALU指令、立即数ALU指令，记录它们在流水线中的执行情况 Lw：

观察此流水线时空图，可以发现：转移指令引起的延迟仅为1 clocks，另2 stalls 是trap指令引起的，这个执行结果似与不采用forwarding技术的前提相违，只能理解为对于无条件的转移指令，新的PC值在EX阶段即已被写入。 Sw： Beqz： 由此图可见，对于分支指令，总是用 not-taken的策略来处理，并且也认为新 的PC值也在EX阶段即已被写入，且cond 条件也在EX段被算出（这显然是一个极不合理的假设，究竟为何分支指令的延迟为1 stall有待进一步探究） 寄存器ALU指令

六年级科学下册实验报告单

实验报告单

实验通知单 课题 第一单元微小世界 1.放大镜 实验名称 放大镜的构造、作用、用途 实验班级 六年级 实验类别 B 实验组数 10 实验时间 任课教师 实验 准备 分组实验器材：放大镜（最好每个学生都能有一个放大镜，如果只能提供给学生一种放大镜，尽量放大倍数大一点）科学书或报纸上的照片、计算机或电视机屏幕。柱形、球形的透明器皿、塑料薄膜、铁丝、普通玻璃片、平面镜片、水。 教师演示：不同放大倍数的放大镜、图片或课件（如放大镜镜片的结构等）。 规范操作要点 1.正确用放大镜观察物体。 2.比较用肉眼观察和用放大镜观察的不同。 备注 放大镜的作用——放大物体的像（可能学生会说“把物体放大”，提醒学生物体并未变大） 放大镜的用途——我们用放大镜观察校园里的生物、实验中在老师指导下观察花、昆虫等。它是视力不佳者的助视器，还适用于电子产品检验、线路板检验、集邮者欣赏鉴定邮票、

珠宝商鉴定珠宝、公安人员用它观察指纹毛发纤维等、农技人员用它观察花蕊进行人工授粉等、制作微型工艺品的工匠工作时使用… 实验通知单 课题 2.放大镜下的昆虫世界 实验名称 实验班级 六年级 实验类别 B 实验组数 10 实验时间 任课教师 实验 准备 分组实验器材：昆虫或昆虫器官标本、放大镜 教师演示器材：有关昆虫形态构造和生活习性的多媒体课件或图片资料 规范操作要点 提供给学生各种昆虫的标本或昆虫肢体的标本。（因这个寒假的冻灾，估计开学时不会有太多的昆虫，可以利用仪器室原有的标本和蚊蝇蟑螂等常见昆虫及其肢体为观察对象。估计肉眼观察学生的兴趣不会太浓，而且因观察对象小，肉眼的发现可能不会很多。可能的

北京邮电大学电路实验报告-(小彩灯)

北京邮电大学电路实验报告-(小彩灯)

电子电路综合实验报告课题名称：基于运算放大器的彩灯显示电路的设计与实现 姓名：班级：学号： 一、摘要： 运用运算放大器设计一个彩灯显示电路，通过迟滞电压比较器和反向积分器构成方波—三角波发生器，三角波送入比较器与一系列直流电平比较，比较器输出端会分别输出高电平和低电平，从而顺序点亮或熄灭接在比较器输出端的发光管。 关键字： 模拟电路，高低电平，运算放大器，振荡，比较 二、设计任务要求： 利用运算放大器LM324设计一个彩灯显示电路，让排成一排的5个红色发光二极管(R1～R5)重复地依次点亮再依次熄灭（全灭→R1→R1R2→R1R2R3→R1R2R3R4→R1R2R3R4R5→R1R2R3R4→R1R2R3→R1R2→R1→全灭），同时让排成一排的6个绿色发光二极管（G1～G6）单光

三角波振荡电路可以采用如图2-28所示电路，这是一种常见的由集成运算放大器构成的方波和三角波发生器电路，图2-28中运放A1接成迟滞电压比较器，A2接成反相输入式积分器，积分器的输入电压取自迟滞电压比较器的输出，迟滞电压比较器的输入信号来自积分器的输出。假设迟滞电压比较器输出U o1初始值为高电平，该高电平经过积分器在U o2端得到线性下降的输出信号，此线性下降的信号又反馈至迟滞电压比较器的输入端，当其下降至比较器的下门限电压U th-时，比较器的输出发生跳变，由高电平跳变为低电平，该低电平经过积分器在U o2端得到线性上升的输出信号，此线性上升的信号又反馈至迟

滞电压比较器的输入端，当其上升至比较器的上门限电压U th+时，比较器的输出发生跳变，由低电平跳变为高电平，此后，不断重复上述过程，从而在迟滞电压比较器的输出端U o1得到方波信号，在反向积分器的输出端U o2得到三角波信号。假设稳压管反向击穿时的稳定电压为U Z，正向导通电压为U D，由理论分析可知，该电路方波和三角波的输出幅度分别为： 式（5）中R P2为电位器R P动头2端对地电阻，R P1为电位器1端对地的电阻。 由上述各式可知，该电路输出方波的幅度由稳压管的稳压值和正向导通电压决定，三角波的输 出幅度决定于稳压管的稳压值和正向导通电压以及反馈比R1/R f，而振荡频率与稳压管的稳压值和正向导通电压无关，因此，通过调换具有不同稳压值和正向 导通电压的稳压管可以成比例地改变方波和三角波的幅度而不改变振荡频率。 电位器的滑动比R P2/R P1和积分器的积分时间常数R2C的改变只影响振荡频率而 不影响振荡幅度，而反馈比R1/R f的改变会使振荡频率和振荡幅度同时发生变化。因此，一般用改变积分时间常数的方法进行频段的转换，用调节电位器滑动头 的位置来进行频段内的频率调节。

电子琴的实验报告

单片机课程设计 设计题目电子琴 指导老师：苏 参与实验者：moxiaoxiao 专业：统本电信0801 地点：3#楼北楼605 电子琴 一.设计目的： （1）.培养综合运用知识的能力 （2）.朋友查阅资料，使用工程设计标准及编写设计文档的能力. （3）.掌握单片机应用系统的设计方法. （4）.提高计算机绘图能力 二.设计任务： 利用DP51PROC实验系统上的定时器/计数器，按键和蜂鸣器单元。用单片机I/O 口线控制蜂鸣器发出不同的音调，程序检测按键状态，7个按键中某一键按下时，蜂鸣器对应标称音阶. 三.设计与调试环境 KEIL uVision2 是众多单片机应用开发软件中优秀的软件之一，它支持众多不同公司的MCS51 架构的芯片，它集编辑，编译，仿真等于一体，同时还支持，PLM ，汇编和 C 语言的程序设计，它的界面和常用的微软VC++的界面相似，界面友好，易学易用，在调试程序，软件仿真方面也有很强大的功能。 1:按下面的步骤建立一个项目： 图1－4 选取芯片 图1－5 新建程序文件 （1）点击图1－5 中的 3 保存新建的程序，也可以用菜单File－Save 或快捷键Ctrl+S 进行保存。因是新文件所以保存时会弹出类似图1－3 的文件操作窗口，我们把第一个程序命名为，保存在项目所在的目录中，这时程序单词有了不同的颜色，说明KEIL 的 C 语法检查生效了。如图1－6 鼠标在屏幕左边的Source Group1 文件夹图标上右击弹出菜单，在这里可以做项目中增加减少文件等操作。我们选“Add File t o Group ‘SourceGroup 1’”弹出文件窗口，选择刚刚保存的文件，按ADD 按钮，关闭文件窗，程序文件已加到项目中了。这时在Source Group1 文件夹图标左边出现了一个小+号说明，文件组中有了文件，点击它可以展开查看。 图1－6 把文件加入到项目文件组中 编译程序 (2)进入调试模式，软件窗口样式大致如图1－8 所示。图中1 为运行，当程序处于停止状态时才有效，2 为停止，程序处于运行状态时才有效。3 是复位，模拟芯片的复位，程序回到最开头处执行。按

体系结构windlx流水线实验报告

实验一基本实验----by 王琳PB07210432 1. 实验目的： 1）熟悉计算机流水线基本概念 2）了解DLX基本流水线的各段的功能 3）了解各种不同指令在流水线中的实际流动情况 4）对流水线做性能分析 5）了解影响流水线效率的因素——数据相关、结构相关、控制相关，了解相关的种类 6）了解解决数据相关的方法 2. 实验平台：WinDLX仿真器 WinDLX简介: ●是一个图形化、交互式的DLX流水线仿真器。 ●可以装入DLX汇编语言程序,然后单步,设断点或是连续执行该程序. ●CPU的寄存器,流水线,I/O和存储器都可以用图形表示出来 ●提供了对流水线操作的统计功能. ●可以装载文件名为*.s的文件. ●要求的硬件平台是IBM-PC兼容机. ●WinDLX是一个Windows应用程序,运行DOS3.3以上和Windows3.0以上的操作系统. ●WinDLX软件包中带有说明文件及教程,可以供使用者进一步了解仿真器的使用方法和 DLX处理器的原理.大家再进行实验前应该仔细阅读这些文档. 3. 实验内容： 1）在仿真器上分别运行单条指令：Load指令、Store指令、分支指令、寄存器ALU指令、立即数ALU指令，记录它们在流水线中的执行情况 ●Lw： 观察此流水线时空图，可以发现：转移指令引起的延迟仅为1 clocks，另2 stalls 是trap指令引起的，这个执行结果似与不采用forwarding技术的前提相违，只能理解为对于无条件的转移指令，新的PC值在EX阶段即已被写入。 ●Sw：

●Beqz： 由此图可见，对于分支指令，总是用 not-taken的策略来处理，并且也认为新的 PC值也在EX阶段即已被写入，且cond 条件也在EX段被算出（这显然是一个极 不合理的假设，究竟为何分支指令的延迟 为1 stall有待进一步探究） ●寄存器ALU指令 ●立即数ALU指令 2）仿真器运行一段无相关的程序，记录它的执行情况，计算流水线的加速比、吞吐率与效率。下面是一段不相关的程序，一共6条指令 ADDI R5, R5, 1 SUBI R4, R4, 1 AND R3, R3, R3 XOR R7, R7, R7 ADDI R8, R8, 1 ADDI R9, R9, 1 在WinDLX中执行的结果如下：

北邮-电子电路综合设计实验(函数信号发生器)报告

电子电路综合设计实验报告 实验1 函数信号发生器的设计与实现 姓名：------ 学号：---------- 班内序号：--

一. 实验名称： 函数信号发生器的设计与调试 二.实验摘要： 采用运放组成的积分电路产生方波-三角波，可得到比较理想的方波和三角波。根据所需振荡频率的高低和对方波前后沿陡度的要求以及对所需方波、三角波的幅度可以确定合适的运放以及稳压管的型号、所需电阻的大小和电容的值。三角波-正弦波的转换是利用差分放大器来完成的，选取合适的滑动变阻器来调节三角波的幅度以及电路的对称性。同时利用隔直电容、滤波电容来改善输出正弦波的波形。 关键词： 方波三角波正弦波频率可调 三、设计任务要求 1．基本要求： （1）输出频率能在1-10KHz范围内连续可调，无明显失真； （2）方波输出电压Uopp=12V,上升、下降沿小于10us,占空比可调范围30%-70%； （3）三角波Uopp=8V; （4）正弦波Uopp错误！未找到引用源。1V. （5）设计该电路的电源电路（不要求实际搭建） 2.提高要求： （1）正弦波、三角波和方波输出波形的峰峰值Uopp均可在1V-10V内连续可调。 （2）三种输出波形的输出端口的输出阻抗小于100Ω。 （3）三种波形从同一端口输出，并能够显示当前输出信号的种类、大小和频率 （4）用CPLD设计DDS信号源 （5）其他函数信号发生器的设计方案 四、设计思路以及总体结构框图 本课题中函数发生器结构组成如下所示：由比较器和积分器组成方波—三角波产生电

路，比较器输出的方波经积分器得到三角波，三角波到正弦波的变换电路主要由差分放大器来完成。差分放大器具有工作点稳定，输入阻抗高，抗干扰能力较强等优点。特别是作为直流放大器时，可以有效地抑制零点漂移，因此可将频率很低的三角波变换成正弦波。波形变换的原理是利用差分放大器传输特性曲线的非线性。 图4-1 函数信号发生器的总体框图 五.分块电路和总体电路的设计 （1）方波——三角波产生电路 图5-1 方波-三角波产生电路

2016年北邮数电实验报告

数字电路与逻辑设计 实验报告 学院：电子工程学院 班级： 姓名： 学号： 班内序号：

目录 （一）实验名称及实验任务要求 (1) （二）模块端口说明及连接图 (2) 1.1实验三(3)模块端口说明 (2) 1.2实验三(3)连接图 (2) 2.1实验四模块端口说明 (2) 2.2实验四连接图 (2) （三）原理图或VHDL代码 (3) 1.实验一(2)原理图 (3) 2.实验三(3)VHDL代码 (4) 3.实验四VHDL代码 (7) （四）仿真波形 (10) 1.实验一(2)仿真波形 (10) 2.实验三(3)仿真波形 (11) 3.实验四仿真波形 (11) （五）仿真波形分析 (11) 1.实验一(2)仿真波形分析 (11) 2.实验三(3)仿真波形分析 (11) 3.实验四仿真波形分析 (11) （六）故障及问题分析 (12) （七）总结和结论 (13)

（一）实验名称及实验任务要求 实验一 名称：QuartusII原理图输入法设计与实现 实验任务要求：EDA基础实验1（1）、（2）、（3）必做，选做VHDL 实现加法器。 实验二 名称：用VHDL设计与实现组合逻辑电路 实验任务要求：四人表决器、8421码转格雷码、数码管译码器（下载测试）。 实验三 名称：用VHDL设计与实现时序逻辑电路 实验任务要求：分频器、8421十进制计数器、将分频器/8421十进制计数器/数码管译码器3个电路进行连接并下载。 实验四 名称：用VHDL设计与实现相关电路 实验任务要求：数码管动态扫描控制器、点阵扫描控制器。

（二）模块端口说明及连接图 1.1实验三(3)模块端口说明 cp：时钟信号输入； rst：8421十进制计数器异步置位； c[6...0]：七段二极管数码管显示； cat[7...0]：数码管显示。 1.2实验三(3)连接图 2.1实验四模块端口说明 cp：时钟信号输入； rst：8421计数器异步复位； lgt[6...0]：七段二极管数码管显示； cat[7...0]：数码管显示。 2.2实验四连接图

体系结构实验报告

北京邮电大学 实验报告 课程名称：高级计算机系统结构 学号：2015140454姓名：罗一皓

实验二指令流水线相关性分析 一．实验类别： 验证试验 二．实验目的： 通过使用WINDLX模拟器，对程序中的三种相关现象进行观察，并对使用专用通路，增加运算部件等技术对性能的影响进行考察，加深对流水线和RISC处理器的特点的理解。 三．实验学时： 4 四．实验人数： 1 五．实验设备环境： WinDLX模拟器可以装入DLX汇编语言程序，然后单步、设置断点或者连续执行该程序。CPU的寄存器、流水线、I/O和存储器都可以使用图形的方式表示出来。模拟器还提供了对流水线操作的统计功能。该模拟器对理解流水线和RISC处理器的特点很有帮助。 六．实验原理： 指令流水线中主要有结构相关、数据相关、控制相关。相关影响流水线性能。 结构相关：当指令在重叠执行过程中，硬件资源满足不了指令重叠执行的要求，发生资源冲突时，将产生“结构相关”。 数据相关：当一条指令需要用到前面指令的执行结果，而这些指令均在流水线中重叠执行时，就可能引起“数据相关”。 控制相关：由条件指令引起的相关。 七．实验内容和要求： 使用WinDLX模拟器，对求阶乘程序Fact.s做分析 八．实验步骤： （1）观察程序中出现的数据/控制/结构相关。指出程序中出现上述现象的指令组合。 数据相关： 在第24个周期时，在Clock Cycle Diagram 中有橙黄色的R-Stall，

点开之后，我们发现有 相关指令组合： lbu r3,0x0(r2) seqi r5,r3,0xa 控制相关： 在第4个时钟周期中，第一条命令正在MEM段，在第二条命令在intEXcellent 段，第四条命令在IF段。而第三条命令指示为“aborted”。 其原因是：在第二条命令（jal）是无条件分支指令，但只有在第三个时钟周期，jal指令被译码后才知道，这时，下一条命令movi2fp已经取出，但须执行的下一条命令在另一个地址处，因而，movi2fp的执行应被取消，在流水线中留下气泡。此处发生了控制相关。 相关的指令组合：