东南大学信息学院计算结构POC实验报告

POC实验报告

目录

目录 .............................................................................................................................................. 1-1

1 实验目的............................................................................................................................... 1-1

2 实验任务............................................................................................................................... 2-1

3 架构说明............................................................................................................................... 3-2

4 仿真信号设计与结果分析................................................................................................... 4-3

4.1 打印机模块............................................................................................................... 4-3

4.1.1 仿真信号说明与设计................................................................................... 4-3

4.1.2 仿真结果与分析........................................................................................... 4-3

4.2 POC模块.................................................................................................................. 4-3

4.2.1 仿真信号说明与设计................................................................................... 4-3

4.2.2 仿真结果与分析........................................................................................... 4-4

4.3 整体模块................................................................................................................... 4-4

5 总结与补充........................................................................................................................... 5-4

5.1 查询模式................................................................................................................... 5-5

5.2 中断模式................................................................................................................... 5-5

6 附录....................................................................................................................................... 6-6 1实验目的

本实验的目的是设计一块简易的POC（并行输出控制器），从而连接系统总线和打印机。通过本次实验，可以初步了解输入输出、存储模块的设计，为接下来CPU的设计奠定良好的基础。

2实验任务

利用ISE和VHDL语言设计出POC模块和打印机模块，并且通过仿真测试并验证其主要功能的实现。

仿真主要以中断响应工作模式为主。而查询模式也需要了解，这部分分析内容都将放在总结环节。

3架构说明

整体由POC、Printer两个模块组成，整体的输入端口有：CS：片选，实际情况为地址总线13

A：寄存器选取；

D_bus：数据总线；

CLK：时间信号；

R_W：读取/写入控制，0为读取，1为写入；

输出端口为：

IRQ：中断请求信号，低电平有效；

CNT：计数器，用于模拟打印机的忙碌情况。

4仿真信号设计与结果分析

4.1 打印机模块

4.1.1仿真信号说明与设计

RDY：输出信号，当Printer处于空闲状态时为1，工作状态为0；

TR：输入信号，表示准备传输数据，设置为保持一个时钟周期；

PD：输入信号，表示当前准备打印的数据；

CLK：时钟信号，虽然设计图上没有，但为了模拟打印机工作采用了计数器，相应的也暂时引入了时钟信号。

CNT：输出信号，用以模拟打印机的过程，输出用以更直观的表示。

4.1.2仿真结果与分析

①初始状态时打印机显然不处于工作状态，因而RDY信号保持为1；

②当PD数据填充完毕后，TR脉冲信号到来；

③TR脉冲上升沿到来的同时，RDY信号置为0，表示正在忙碌；

④此时打印机开始打印，表示为cnt计数，当计数完毕后RDY信号重新为1。

4.2 POC模块

4.2.1仿真信号说明与设计

RDY：输入信号，用以判断打印机是否空闲

CS：输入信号，表示片选，实际使用时为CPU是否选中该芯片（用前13根地址线）A：输入信号，地址线的后3位，表示实际选择哪个寄存器，本次设计001为选取数据寄存器，010为选取状态寄存器。

CLK：时钟信号。

CNT：输出信号，用以模拟打印机的过程，输出用以更直观的表示。