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1、下载可编辑长治学院课程设计报告课程名称：计算机组成原理课程设计设计题目：设计一台性能简单的计算机系别：计算机系专 业:计科1101班组别：第三组学生姓名：学号:起止日期：2013年7月4日 2013年7月10日指导教师：张剑妹目 录一、课程设计的目的1二、设计要求1三、设计的方法及过程23.1整机设计23.1.1根据设计要求正确设置正确设置多路开关23.1.2操作控制信号及其实现方式 23.1.3根据接线表画出整机的线路图 23.2 .设计指令系统 33.3 .设计微指令及指令的微程序 43.3.1设计微地址 43.3.2写出指令的执行流程33.3.3编写指令的微程序 53.4 .编写并执行应
2、用程序 8四、心得体会7一课程设计的目的通过课程设计更清楚地理解下列基本概念：（1）计算机的硬件基本组成；（2）计算机中机器指令的设计；（3）计算机中机器指令的执行过程；（4）微程序控制器的工作原理；（5）微指令的格式设计原理；二设计要求题一研制以台性能如下的实验计算机。（1）没有外部设备；（2）运算器采用单累加器多寄存器结构；（3）操作数寻址方式有：立即数寻址、寄存器寻址、直接寻址；（4）设计由如下指令组成的指令系统，其中L为累加器A，Jx为通用寄存器将指令的二进制编码填入表中；序号指令助记符指令功能指令编码第一字节第二字节1JIA L，JX(L)+(JX) L2YIDONG L，JX(JX
3、) L3YIDONG JX，L(L) JX4ZHUANGZ DIZHI(DIZHI) L5FASONG DIZHIL (DIZHI)6ZHUANZ DIZHIL是零转移7ZHUANCY DIZHI有进位转移8ZHUANL0 DIZHIL0位是1转移9ZHUANYI DIZHI无条件转移10YIDONG L，SHUJUSHUJU L11YIDONGJX ，SHUJUSHUJU JX12TINGJI停机(5) 计算各指令的微地址并写出各指令的微程序；(6) 将下列程序手工汇编、手工装入并运行，察看运行结果。ORG 100START: YiDONG L,#3( 5F03H)YIDONG J1,#05
4、(5905H)JIA L,J1FASONG 00DTINGJI (7) 编写汇编语言程序实现如下功能：将内存某两个单元的数据相加后存入另 一个单元中，若有进位，则在00B单元中存入数据0,否则在00B单元中存入 数据1 ;(8) 将该应用程序机器汇编、机器装入、并连续运行，察看运行结果并验证程序的正确性；三设计的方法及过程3.1整机设计3.1.1根据设计要求正确设置正确设置多路开关(1)设计单累加器多寄存器结构的运算器,要求开关KA、KB、KC、KR分别 置左、右、右、下。(2)为了便于微指令的设计，标出在运算器中数据的传输方向。3.1.2操作控制信号及其实现方式微操作控制信号设计的一般原则1
5、) 对于电平有效的操作控制信号，可采用微指令码直接控制。2) 对脉冲型和电平跳变信号，需外加门电路实现。3) 对需多个控制信号的器件，通常将某些信号固定好，其他信号接某个Mi o 设计实验接线表按模块逐个归纳整理，明确各模块中各器件各控制信号的处理方法，将其分 别接在某个Mi上.1)运算器模块累加器A: X0M16X1M17CA 累加暂存器ACT: CC- 暂存器 TMP: CT-+5V算逻单元：S3-S0-M23-M20CGM5OTM10CnM19MM18.专业.整理.输出缓冲器BUF: OB-M8进位产生线路：P2-P0不用SB SAX1X0CPM13+ PC7116MIR27437101
6、 lik KB打OPA bPIJPOI 571 .RC*10 询问LCffC 3WOIyo74157X3ILB2JJDB促位）R E P；it- AcrX- 71377A miss叫匚刖-SA -SBV ElU ._CAB(H x. SR SL CA内存OOB俄位）74153UKPIRR*74ti70tEBBL：?-1FFERW -CT71373I-0TALU74181X2CP1D 7174CK Q微程序计数器n-MPC: MCLRROMLDM4MCLKPOMP+1+5V-UUCP-Hh：OeS-CHO一畑一 MID-MP+1一 MCLK/卜AMDIQDO操作码散转控制：MD10-MD6-GN
7、DMD5-MD217-15,12MD1-M0+5V微指令寄存器：MIG-GND MICP-启停模块产生7）启停和时序模块：DR-M5RCP- 3.1.3根据接线表画出整机的线路图如下：图1.整机逻辑框图3.2设计指令系统表一指令系统序号指令助记符指令功能指令编码第一字节第二字节1JJLN L, JX(L)+(JX) LJX2YIDONG L，JX(JX) LJX3YIDONG JX，L(L) JXJX4ZHUANGZ(DIZHI) L10111aea9a7aDIZHIas5FASONG DIZHIL (DIZHI)10011a7aa1oa9a86ZHUANZL是零转移01100a 1oa9a7
8、a0DIZHIas7ZHUANCY有进位转移011a7a 0DIZHI01a10a9as8ZHUANL0L0位是1转01110a7a 0DIZHI移&10&9&89ZHUANYI无条件转移01111a10a9a7a0DIZHIas10YIDONGL，SHUJU LSHUJUSHUJU11YIDONGJX，SHUJU JXJXSHUJUSHUJU12TINGJI停机3.3设计微指令及指令的微程序331计算微地址微程序入口地址形成方法：MD io MD 9 MD 8 MD 7 MD 6 MD 5 MD 4 MD 3 MD 2 MD1 MDo00000 I7 I6 I5 I211取指微指令放在000
9、H处。表二微地址序号指令助记符微地址1JIA L, JX03FH2YIDONGL，JX037H3YIDONGJX，L033H4ZHUANGZDIZHI02FH5FASONGDIZHI027H6ZHUANZDIZHI01BH7ZHUANCYDIZHI01CH8ZHUANL0DIZHI01DH9ZHUANYIDIZHI01DH10YIDONGL，SHUJU017H11YIDONG JX, SHUJU013H12TINGJI003H332写出指令的执行流程表三指令的执行流程指令助记符节拍微操作控制信号控制信号有效性A L，JXTi(ACT)+(JX) BUF IDBL 置 CYRR,A,B/CN,M
10、,S3,S2,S1,S0OB,XO,X1, CASA,SB,CP0,11,101,0,1,0,0,10,1,1,T1,1,TYIDONGL，JXTi(JX) BUF IDBLRR,A,B/CN,M,S3,S2,S1,S0OB,XO,X1,CA0,I1,I01,1,0,0,0,01,1,1,TYIDONGJX，LTi(ACT ) BUF IDBJX/CN,M,S3,S2,S1,S0OB,WR,A,B1,1,1,1,1,1,0,0,I1,I0ZHUANGZDIZHITi(PC)IABOAB(M) ODB IDB IR2(PC)+1 (PC)PCO,B1RC,B2,B3,CLP+1,CK0,00,0
11、,0, T1, JT2(IR1、IR2)IABOAB(M) ODB IDBLOI,B1RC,B2,B3,XO,X1,CA0,00,0,0,1,1,T(PC)TAB-OABPCO,B10,0(M) ODB IDB TiIR2RC,B2,B3,CL0,0,0P+1,CK1, JFASONG(PC)+1 (PC)DIZHI(IR1、IR2)IABOI,B10,0OAB/CN,M,S3,S2,S1,T2(ACT ) BUF S01,0,0,0,0,00,1,0,0IDBODBOB,B2,B3,WCZHUANZ(PC)IABOABPCO,B10,0DIZHITi(M) ODB IDB RC,B2,B3,CL0,0,0, TZHUANCYIR2P+1,CK1, JDIZHI(PC)+1 (PC)ZHUANL0DIZHIT2(IR1、IR2) IABOI0ZHUANYIIABPC（条件成立）LP1DIZHI(PC)IABOABPCO,B10,0YIDONGTi(M) ODB IDBLRC,B2,B3,X0,X1,0,0,0,1,1,TL,SHUJU(PC)+1 (PC)CA1, JP+1,CKYIDONG JX，SHUJUTi(PC)TAB-OAB(M) ODB
