计算机组成原理课程设计报告(基本模型机设计与实现)

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1、本科生课程实习题目基本模型机设计与实现课程名称计算机组成原理学生姓名学生学号所在专业所在班级指导教师职称时间成绩8目录一、课程设计题目2二、课程设计使用的实验设备2三、课程设计内容与步骤21、所设计模型机的功能与用途32、数据通路图43、微代码定义44、微程序流程图55、微指令二进制代码66、本课程设计机器指令77、模型机的调试与实现7(1)接线图7(2)写程序8(3)运行程序8四、总结9参考文献……………………………………………………………………………………9.8一、课程设计题目基本模型机设计与实现二、课程设计使用的实验设备TD

2、N-CM计算机组成原理教学实验系统一台，排线若干三、课程设计内容与步骤不见实验过程中，各部件单元的控制信号是认为模拟产生的，而本次课程实习将能在为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。本课程设计采用六条机器指令：IN（输入）、AND（与运算）、DEC（自增1）、STA（存数）、OUT（输出）、JMP（无条件跳转），其指令格式如下：序号助记符机器指

3、令码功能说明1IN00000000"DATAUNIT"中的开关状态→R02ADDaddr00010000********R0+[addr]→R03DEC00100000(R0+1)→R04STAaddr00110000********R0→[addr]5OUTaddr01000000********[addr]→BUS6JMPaddr01010000********[addr]→PC其中IN、DEC为单字长，其余为双字长指令，********为addr对应的二进制地址码。1、所设计模型机的功能与用途本次课程设计设计的模型机包括六条

4、指令，输入、与运算、自增、存数、输出、无条件跳转。利用此模型机可完成两个数的与运算，一个数从键盘输入，另个数从内存中读取，再将运算结果自增1，把最后结果保存到内存中，并且将运算结果输出82、数据通路图3、微代码定义242322212019181716151413121110987654321S3S2S1S0MCnWECELDPCABCua5ua4ua3ua2ua1ua0121110选择000001RS-B010011100101ALU-B110SW-B111PC-B987选择000001P(1)010011100P(4)10115

5、1413选择000001LDRi010LDDR1011LDDR2100LDIR101C字段LOAD110LDARA字段8B字段4、微程序流程图00KWE(01)RP(11)KRD(00)212401222320(SW)→PCKTP(4))PC→ARPC+1RAM→BUSPC→ARPC+1(SW)→BUSBUS→RAM控制程序流程图8微指令流程图JMPOUTSTADECAND272625171607141513120101010605040311IN010101100201RPPC→ARPC+1RAM→BUSBUS→IRP(1)SW

6、→R0PC→ARPC+1RAM→BUSBUS→ARRAM→BUSBUS→DR2R0→DR1(DR1DR2)→R0R0→DR1(R0+1)→R0PC→ARPC+1RAM→BUSBUS→ARR0→BUSBUS→RAMPC→ARPC+1RAM→BUSBUS→ARRAM→BUSPC→ARPC+1RAM→BUSBUS→PC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；控制台操作为P(4)测试，它以控制台开关SWB、SWA作为测试条件，共三路分支。85、微程序设计完毕后，将每条微指令代码化，将流程图转化为二进制代码表微地址S3

7、S2S1S0MCNWECELDPCABCUA5---UA000000000011101110101010000010000000111101110000000100200000000010000000100100003000000000110000000000100040000000000110000000001010500000001001000100000011006101100010001101000000001070000000100011010000000011000000001000111000000000111000

8、0000111101110000000111200000001001000100000011113000000011110111000001110140000000111101110000101011500000001111011100001011