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专业:计算机科学与技术班级:CS1502学号U14596姓名:卢振兴电话:**********邮件:476134013@数据表示实验 2设计要求 2方案设计 213 实验步骤 7故障与调试 7测试与分析 9CPU设计实验 14设计要求 14方案设计 16实验步骤 25故障与调试 25测试与分析 26总结与心得 29实验总结 29实验心得 30参考文献 311数据表示实验1.1设计要求本次实验需要使实验者掌握GB2312与区位码转换方法、了解字模码显示的原理、掌握奇偶校验校验位的生成方法、掌握奇偶校验检错基本原理、掌握海明码编解码电路基本原理、以及熟悉流水数据传输机制、流水暂停原理。为达到实验目的,实验者共需设计下面三项内容:设计国标码转区位码电路。输入:GB231216位国标码;输出:区号,行号。在设计完成后,可在汉字显示电路中进行显示在寄存器中存入的汉字。设计偶校验电路。其中包括16位数据编码的偶校验编码电路、17位偶校验编码的检错电路。在实现相应的偶校验电路后,可以通过传输测试,来验证偶校验电路的正确性。设计海明校验电路。其中包括16位数据编码的海明校验编码电路、22位海明校验码的解码电路。在设计完成后,要求能通过海明校验传输测试,以及海明编码流水传输测试。1.2方案设计1.2.1国标码转区位码国标码和区位码的转换关系为:区位码+H二国标码,即区位码二国标码-Ho-H的补码为DFEOo因此,区位码=国标码+DFE0。而区位码可以分为区码和位码,其中区码在高位,位码在低位。由于区码和位码的范围都在1・94之间;因此,用7位2进制的长度就可以分别表示出区码和位码。由此可知,用加法器使国标码和DFE0相加,再用分线器分别将14-8位和6-0位分给区码和位码,即可实现国标码与区位码的转换。实现电路如图1」所示。在汉字显示部分,用文木文件输入一段汉语文字,并用16进制编辑器将文字转换为16进制的国标码。将这段汉字的国标码复制到ROM寄存器中,即可实现自定义的字库,如图1.2所示。图1.2自定义的字库(第一个编码译码为作者的姓氏)1.2.2偶校验偶校验编码电路,即是在输出的数据中加上偶校验码。偶校验码的形成为各数据位的抑或;因此,只需将各数据位抑或所得的结果置于最高位即可。设计方案如图1.3所示。图1.3偶校验编码电路设计方案偶校验检错,即是看传输过来是数据是否为偶数个lo因此,需要对过来的包括检测位在内的数据进行抑或处理,若为偶数个1,则不报错(检错位显示0);若为奇数个1,报错(检错位显示1)。设计方案如图1.4所示。1.2.3海明校验A.海明编码海明编码是一种分组校验的编码方式。由校验位关系式2W>k+r+l可知,要对16个数据位进行检错,需要5位校验位。由校验位关系可知,校验位P占1、2、4、8和16位。每个校验位校验的数据位如表1.1所示。表1.1海明编码校验位校验对象表校验位被检验的数据位P1DI,D2,D4,D7,D9,D11,D14,D16P2D1,D3,D4,D6,D7,D1(),D11,D13,D14P3D2,D3,D4,D&D9,D10,Dll,DI5,D16P4D5,D6,D7,D&D9,D1(),D11P5D12,D13,D14,D15,D16根据海明编码校验位的校验对彖,可以得到各校验位的牛成电路,如图1・5所示。回回图1.5海明校验生成电路将检验位和数据位按顺序排列好并进行抑或得到最高检验位K;将所有位按序排列好,即得到了海明编码。B.海明解码将表1」中的每组校验位和被校验数据分别抑或,可以得到5个检错信息G5G4G3G2G1。即G5=P1㊉D1㊉D2㊉D4㊉D7㊉D9㊉Dll㊉D14㊉D16G4=P2㊉D1㊉D3㊉D4㊉D6㊉D7㊉D10㊉D11㊉D13㊉D14G3二P3㊉D2,D3,D4,D&D9,D10㊉Dll㊉D15㊉D16G2二P4㊉D5㊉D6㊉D7㊉D8㊉D9㊉D10㊉D11G1二P5㊉D12㊉D13㊉D14㊉D15㊉D16将所有数据位抑或得到G6o用G6G5G4G3G2G1则可以了解有儿位错。若G5G4G3G2G1全为0,则不存在错误。若G6为1时,说明有1位错。当G6位0时,但G5G4G3G2G1中存在非0时,则说明有两位错。G5G4G3G2G1即是检错字。用检错字和相应位置上的数据位抑或,即可以纠1位错。纠错电路如图1.6所示。1.2.4海明编码流水传输海明流水传输要求在出现两位错时实现重传;要实现此功能,则在取值寄存器处进行电路的修改,即需要在出错时,退回到3条指令前。实现时,在取值寄存器相连的加法器的前加上一选路器。在正常情况下选择加I;在出现两位错时,加上3的补码,即起到减3的作用。实现方式如图1.7所示。0looool5•显示盼踐图1・7海明编码
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