Logisim计算机组成原理实验16位无符号比较器设计

2023-05-16

Logisim用4位无符号比较器构建16位无符号比较器

  • 4位无符号比较器设计
    • 思路
    • 表达式
    • 构建
  • 16位无符号比较器构建
    • 思路
    • 构建

4位无符号比较器设计

思路

不同位之间进行比较,高位优先
真值表太麻烦,可以利用表达式进行构建

表达式

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

构建

选择直接生成电路
在这里插入图片描述
进行封装
这里有个小技巧,可以按住圆心查看当前原件在电路中的表示,方便封装后使用
在这里插入图片描述
这里就算构建完成了

16位无符号比较器构建

思路

我们可以通过四个无符号比较器进行构建,分成四块进行比较,但中途还是有一些问题的

构建

查看已有部分在这里插入图片描述
我们注意到,若将x的对应4位与y的对应4位进行比较,则输出分为三种:

  • 010 此时分为两种情况:(1)对应4位都没有输出(2)对应位输出相等
  • 100 即x对应4位的输出大于y对应4位的输出
  • 001 与上条相反
    我们先将这八个输入构建一部分电路
    在这里插入图片描述
    这里我们有四组该输出,分别对应0-3位,4-7位,8-11位,12-15位,那如何通过这三种输出得到grater,equal,less三种结果呢
    我们注意到,想实现这个功能,需要再用4位无符号比较器输出的结果来对应三个输出,即
    在这里插入图片描述
    故在上图与下图之间,我们需要构建关系,具体来说,就是需要将上图xi和yi比较给出的100(举例)输出,对应到下图对应位的xi=1,yi=0(greater),这里可以用异或门,如图
    在这里插入图片描述
    当输出100时,便会产生两个输入,10异或为1,00异或为0,就成功得到了想要的输入
    我们进行封装
    在这里插入图片描述
    放入测试电路
    在这里插入图片描述
    可以看到,成功通过测试

这里我做的是华中科技大学计算机组成原理mooc的实验,链接如下
华中科技大学计算机硬件系统设计mooc

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