计算机组成原理课程设计（论文）-一台模型计算机设计与测试

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1、辽宁工业大学计算机组成原理课程设计（论文）题目：一台模型计算机设计与测试院（系）：电子与信息工程学院专业班级：计算机082学号：学生姓名：指导教师：教师职称：教授助教起止时间：2011.1.6-2011.1.10课程设计（论文）任务及评语院（系）：电子与信息工程学院教研室：计算机组成原理教研室学号080401039学生姓名刘强专业班级计算机082课程设计（论文）题目一台模型计算机设计与测试—减法指令流程课程设计（论文）任务1.将微程序控制器同执行部件（整个数据通路）联机，组成一台模型计算机2.用微程序控制器控制模型机数据通路3.通过CPU运行机器命

2、令组成的简单程序，掌握机器指令与微指令的关系，牢固建立计算机的整机概念4.用实验箱上连线，并实现所写程序段的功能。用单拍（DP）方式、单指（DZ）连续方式各执行一遍程序。并将结果进行比较，分析。指导教师评语及成绩成绩：指导教师签字：2011年1月10日辽宁工业大学课程设计说明书（论文）目录第1章课程设计简介11.1课题介绍11.2减法指令流程11.3课程设计设备11.4减法指令流程设计任务1第2章数据通路设计32.1运算器ALU32.2存储器32.3输入与输出62.4数据通路结构6第3章微程序控制器设计73.1机器指令格式73.2控制台7第4章机器

3、语言程序设计114.1机器语言程序及其存储器位置、编码和数据初值的设计114.2程序执行过程及预测结果11第5章指令流程与测试125.1接线方法125.2设置通用寄存器R1，R0的值125.3存程序机器代码135.4用单拍（DP）方式执行一遍程序135.5用单指（DZ）方式执行一遍程序135.6用连续方式执行一遍程序14第6章总结15参考文献1616辽宁工业大学课程设计说明书（论文）第1章课程设计简介1.1课题介绍将微程序控制器同执行部件（整个数据通路）连机，组成一台模型计算机；用微程序控制器控制模型机数据通路；通过CPU运行就跳机器指令（排除终端

4、指令）组成的简单程序，掌握机器指令与伪指令的关系，牢固建立计算机的政绩概念。1.2减法指令流程本次课程设计用到得电路包括运算器、存储器、通用寄存器堆、程序计数器、指令寄存器、微程序控制器等，将几个模块组成为一台简单计算机。计算机模型采用了数据总线和指令总线双总线体质能实现流水控制。控制器有微程序控制器或者硬布线控制器两种类型，每种类型又有流水和非流水两种方案。寄存器堆由1片ispLS11016zu组成，运算器由1片ispLS11024组成。实验台上包括了1片系统编程芯片ispLS11032，可用它实现硬件布线控制1.3课程设计设备（1）TEC—4计

5、算机组成原理实验系统一台（2）双踪示波器一台（3）直流万能表一只（4）逻辑测试笔一只1.4减法指令流程设计任务1．利用机器指令系统编制简单程序，要求至少使用其中五条指令，对自己编制的简单程序进行译码，手工会变成十六进制机器代码。学生根据老师指定完成不同的子标题，即程序中必须包含标题类型的指令。2．按图，参考组成原理实验的电路图完成连线，控制器是控制部件，数据通路是执行部件，时序产生器是时序部件。连线包括控制台、时序部分、数据通路和微程序控制器之间的链接。其中，为把操作数传给通用寄存器组RF，数据通路上的RS1、RS0、RD1、RD0应分别于IR3至

6、IR0连接，WR1、WR0也应该接到IR1、IR0上。16辽宁工业大学课程设计说明书（论文）3.将上述任务1中的程序机器代码用控制台操作存入内存中，并根据程序的需要，用数码开关SW7—SW0设置通用寄存器及内存相关单元的数据。4.用单拍（DP）方式执行一遍程序，列表记录通用寄存器堆RF中寄存器的数据，以及RAM中的数据，与理论分析值做对比。单拍方式执行是注意观察微地址指示灯、IR/DBUS指示灯、AR2/AR1指示灯和判断字段指示灯的值，以跟踪程序中取指令和执行指令的详细过程。5.以单指（DZ）方式重新执行程序一遍，注意观察IR/DBUS指示AR2

7、/AR1指示灯的值。执行结束后，记录RF中四个寄存器的数据，以及RAM中的数据，与理论分析之作对比。以连续方式（DB、DP、DZ都设为0）再次执行程序。折中情况相当于计算机正常运行程序。由于程序中有停机指令STP，程序执行到该指令时自动停机。执行结束后，记录RF中四个寄存器的数据，以及RAM中的数据，与理论分析值做对比。16辽宁工业大学课程设计说明书（论文）第1章数据通路设计2.1运算器ALU运算器ALU由一片ispLS1024(U47)组成，在选择端S2、S1、S0控制下，对数据A和B进行加、减、与、直通、乘五种运算，功能如下：选择操作S2S1S

8、0000A&B001A&A（直通）010A+B011A-B100A(低4位)XB(低4位)图2-1操作功能表进位C只在加法