武汉理工组成原理课设.docx

《武汉理工组成原理课设.docx》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、武汉理工大学课程设计课程名称计算机组成原理设计题目模型机设计与实现班级软件zy1302学号姓名指导教师田小华日期2015年6月16日课程设计任务书学生姓名：专业班级：软件zy1302指导教师：田小华工作单位：计算机学院题目:CPU与简单模型机设计初始条件：1.完成<<计算机组成原理>>课程教学与实验2.TD-CMA计算机组成原理教学实验系统要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1.掌握复杂指令系统计算机的微控制器功能与结构特点2.熟悉TD-CMA教学实验系统的微指令格式3

2、.设计五条机器指令,并编写对应的微程序4.在TDN-CMA教学实验系统中调试机器指令程序,确认运行结果5.建立复杂指令系统计算机的整机概念模型时间安排：1.第14周周一(6月1日)第5～6节:软件1301、1302、sy1301集中讲解课程设计原理与方法第14周周五(6月5日)第5～6节:软件ZY1301、ZY1302集中讲解课程设计原理与方法2.第X周周一～五(6月23～27日):分班实验,调试机器指令程序，撰写课程设计报告指导教师签名：2015年6月2日系主任（或责任教师）签名：2015年6月3日目录1.课程

3、设计的目的…………………………………………………12.课程设计设备……………………………………………………13.课程设计内容……………………………………………………13.1课程设计原理………………………………………………13.2实验步骤……………………………………………………54.实验结果说明以及实验总结……………………………………94.1实验结果说明………………………………………………94.2实验总结……………………………………………………11本科生课程设计成绩评定表…………………………………13模型机设计和实

4、现1．课程设计目的：掌握计算机功能模块的原理和关系,建立计算机整机概念2．课程设计设备：TDN-CM计算机组成原理实验系统,排线若干3．课程设计内容：3.1课程设计原理本次课程设计实现一个简单的CPU，由此构建一个简单模型计算机。CPU由ALU、微控制器（MC）、通用寄存器（R0），指令寄存器（IR）、程序计数器（PC）和地址寄存器(AR)组成，如图5-1-1所示。该CPU在写入相应的微指令后，就具备执行机器指令的功能。在CPU基础上，增加一个主存和基本的输入输出部件，构成一个简单的模型计算机。3.1.1课程设计

5、采用五条机器指令:IN,ADD,OUT,JMP,HLT,对应的源程序内容如下:地址内容助记符说明0000000000100000；START：INR0学号→R00000000100000000；ADDR0,R0R0+R0→R00000001000110000；OUTR0R0→LED0000001111100000；JMPSTART跳转至00地址0000010000000000；0000010101010000；HLT停机指令码中高4位位操作码，JMP为双字节指令，其余为单字节指令。微控制器实验的指令是手动/联机给

6、出，现在要求CPU自动从存储器读取机器指令并执行。3.1.2微指令格式课程设计在微控制器实验的基础上，增加了PC、AR和主存，在微指令中应增加相应的控制位，其微指令格式见表5-1-1。3.1.3数据通路图根据以上设计要求，相关的数据通路图见图5-1-3。3.1.4微程序流程图系统涉及到的微程序流程图，详见图5-1-4。当拟定“取指”微指令时，该微指令的判别测试字段为P<1>测试。指令译码原理见图3-2-3所示，由于“取指”微指令是所有微程序都使用的公用微指令，因此P<1>的测试结果出现多路分支。本机使用指令寄存器

7、的高6位（IR7-IR2）作为测试条件，出现5路分支，占用5个固定微地址，微程序流程图上的单元地址均为16进制编码的地址。3.1.5微指令二进制微代码表当全部微程序设计完毕，应将每条微指令代码化，见表5-1-2。表5-1-2二进制表微代码表地址十六进制内容高五位S3S2S1S0A字段B字段C字段MA5～MA000Q00000100000000000000000001Q006D4300000000011011010103Q10707000010000011100000104Q00240500000000001001

8、000005Q04B2010000010010110010001DQ10514100010000010100010130Q00140400000000000101000032Q18300100011000001100000033Q28040100101000000001000035Q0000350000000000000000003CQ006D5D000000000110