计算计组成原理课程设计 黄颖芳

《计算计组成原理课程设计 黄颖芳》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、华东交通大学课程设计报告目录1绪论11.1课设的目的和意义11.2课设内容11.3预期结果12问题描述23实验原理33.1控制台指令33.2微代码定义33.3数据通路框图44设计思路54.1二进制微代码表设计54.2机器指令程序54.3线路连接64.4微程序流程及说明75运行调试和分析95.1运行步骤95.2运行结果和分析106心得体会147参考文献1515华东交通大学课程设计报告1绪论1.1课设的目的和意义在掌握部件单元电路实验的基础上，进一步将其组成系统构造一台基本模型计算机。为其定义五条机器指令，并编写相应的为程序，

2、具体上机调试掌握整机概念。1.2课设内容利用所学过的理论知识，微程序设计的思想，设计一台基本模型机，写出要设计的指令系统的微程序并实现相关的指令。1.3预期结果本课程设计将能在微程序控制下自动产生各部件单元控制信号，实现特定指令的功能。这里，计算机数据通路的控制将由微程序控制器来完成，CPU从内存中取出一条机器指令到指令执行结束的一个指令周期，全部由微指令组成的序列来完成，即一条机器指令对应一条微程序。15华东交通大学课程设计报告2问题描述一台计算机所能执行的各种指令集合称为指令系统或指令集。一台特定的计算机只能执行自己指

3、令系统中的指令。因此，指令系统就是计算机的机器语言。指令系统表征着计算机的基本功能和使用属性，它是计算机系统设计中的核心问题。指令系统的设计主要括指令功能、操作类型的设计，寻址方式和指令格式的设计。计算机的性能与它所设置的指令系统有很大的关系，指令系统反映了计算机的主要属性，而指令系统的设置又与机器的硬件结构密切相关。指令是计算机执行某种操作的命令，而指令系统是一台计算机中所有机器指令的集合。通常性能较好的计算机都设置有功能齐全、通用性强、指令丰富的指令系统，而指令功能的实现需要复杂的硬件结构来支持。15华东交通大学课程设

4、计报告3实验原理3.1控制台指令部件实验过程中，各部件单元的控制信号是人为模拟产生的，而本次实验将能在微程序控制下自动产生各部件单元控制信号，实现特定指令的功能。这里，计算机数据通路的控制将由微程序控制器来完成，CPU从内存中取出一条机器指令到指令执行结束的一个指令周期全部由微指令组成的序列来完成，即一条机器指令对应一个微程序。本实验采用五条机器指令：IN（输入）、ADD（二进制加法）、STA（存数）、OUT（输出）、JMP（无条件转移）。其中IN为单字长，其余为双字长指令。为了向RAM中装入程序和数据，检查写入是否正确，

5、并能启动程序执行，还必须设计三个控制台操作微程序。存储器读操作（KRD）：拨动总清开关CLR后，控制台开关SWB、SWA为“00”时，按START微动开关，可对RAM连续手动读操作。存储器写操作（KWE）：拨动总清开关CLR后，控制台开关SWB、SWA为“01”时，按START微动开关，可对RAM进行连续手动写入。启动程序：拨动总清开关CLR后，控制台开关SWB、SWA置为“11”时，按START微动开关，即可转入到第01号“取址”微指令，启动程序运行上述三条控制台指令用两个开关SWB、SWA的状态来设置，其定义如表3.1

6、：SWBSWA控制台指令001011读内存（KRD）写内存（KWE）启动程序（RP）表3.1控制台指令3.2微代码定义微代码定义如表3.2所示：242322212019181716151413121110987654321S3S2S1S0MCnWEA9A8ABCuA5uA4uA3uA2uA1uA0A字段B字段C字段151413选择15华东交通大学课程设计报告000001LDRi010LDDR1011LDDR2100LDIR101LOAD110LDAR987选择000001P(1)010P(2)011P(3)100P(4)1

7、01AR110LDPC121110选择000001RS-B010RD-B011RI-B100299-B101ALU-B110PC-B表3.2微代码定义表3.3数据通路框图根据以上要求设计的数据通路框图如图3.3所示：图3.3数据通路框图4设计思路15华东交通大学课程设计报告4.1二进制微代码表设计当全部为程序设计完毕后，应将每条微指令代码化，将微程序流程图按微指令格式转化而成的“二进制微代码表”如表4.1所示：微地址S3S2S1S0MCNWEA9A8ABCUA5…UA0000000000110000001000100000

8、10000000111101101100000100200000000110000000100100003000000001110000000000100040000000010110000000001010500000001101000100000011006100101011001101000000