计算机组成原理课程设计

《计算机组成原理课程设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、计算机组成原理课程设计报告班级：08计算机0803班姓名：陈祥学号：20082908完成时间：2011.1.3一、课程设计目的1．在实验机上设计实现机器指令及对应的微指令（微程序）并验证，从而进一步掌握微程序设计控制器的基本方法并了解指令系统与硬件结构的对应关系；2．通过控制器的微程序设计，综合理解计算机组成原理课程的核心知识并进一步建立整机系统的概念；3．培养综合实践及独立分析、解决问题的能力。二、课程设计的任务针对COP2000实验仪，从详细了解该模型机的指令/微指令系统入手，以实现乘法和除法运算功能为应用目标，在COP2000的集成开发环境下，设计全新的指

2、令系统并编写对应的微程序；之后编写实现乘法和除法的程序进行设计的验证。三、课程设计使用的设备（环境）1．硬件lCOP2000实验仪lPC机2．软件lCOP2000仿真软件四、课程设计的具体内容（步骤）1．详细了解并掌握COP2000模型机的微程序控制器原理，通过综合实验来实现1.该模型机指令系统的特点：从指令字长来看该模型机指令系统包含单字长和双字长两种格式的指令，字长为8位，对于需要访问内存的指令都是双字长的，指令系统中大多数指令是单字长；从指令操作码是定长和变长来看，这里认为，虽然ADDA,R?和ADDA,@R?都是执行加法操作，但他们是不同的指令，将指令格

3、式中寻址寄存器的两位也认为是操作码的一部分，这两条指令的操作码不同。因此，指令系统的指令格式是定长操作码的，操作码为6位。1)双字长的指令格式如下：AOPR？举例：助记符机器码1机器码2ADDA,MM000110xxMMADDA,#II000111xxIIMOVA,MM011110xxMM2)单字长的指令格式如下：OPR？举例：助记符机器码1机器码2ADDA,R?000100xxORA,R?011000xxMOVR?,A100000xx2.该模型机微指令系统的特点（包括其微指令格式的说明等）：该模型机微指令系统的微指令格式是水平型微指令，微指令的字长为24位，是

4、机器字长的3倍，每条微指令仅包含微操作控制字段，无顺序控制字段。操作控制字段的每一位对应一个微操作，采用字段直接译码的方式对系统进行控制。微指令的具体格式如下：IRENPCOES0S1S2AENWENX0X1X2FENCNRWRRRDSTENOUTENMAROEMARENELPEINTEMENEMRDEMWRXRD举例：微指令CBFFFF：取指令1100101111111111111111112。计算机中实现乘法和除法的原理（1）无符号乘法①实例演示（即，列4位乘法具体例子演算的算式）：1101被乘数×1011乘数1101位积移位相加11010位积000000位

5、积1101000位积10001111结果②硬件原理框图：右移ALU左移CYSTWA被乘数R0乘数R14R2③算法流程图：开始中间结果清0乘数右移一位移出位为1？YesNo中间结果加被乘数No被乘数左移一位移位次数为4Yes保存中间结果结束（2）无符号除法①实例演示（即，列4位除法具体例子演算的算式）：01010------商110110000111------被除数00000000------不够减，商上0，除数右移一位10000111------做差后的被除数01101000------够减，商上1，除数右移一位00011111------做差后的被除数000

6、00000------不够减，商上0，除数右移一位00011111------做差后的被除数00011010------够减，商上1，除数右移一位00000101------移位4次后，余数②硬件原理框图：商左移R2ALU右移STCYWA除数R0被除数R1③算法流程图：开始商清0除数左移四位被除数与除数比较Yes溢出CY=0No除数右移一位商左移一位被除数减除数NoCY=0YesNo商+1移位次数为4Yes保存结果结束3．对应于以上算法如何分配使用COP2000实验仪中的硬件（初步分配，设计完成后再将准确的使用情况填写在此处）1）乘法程序的硬件分配：硬件名称在乘

7、法算法中的功能R01用来存放被乘数2保存乘积结果R1用来存放乘数R2未使用R3用做计数器，来控制程序循环次数A1、存放中间结果2、用来存放操作数参加ALU的运算W用来存放操作数参加ALU的运算PC程序计数器EM内存（存放程序）IR指令寄存器ST堆栈寄存器，可以用来暂存寄存器A的值MAR地址寄存器2）除法程序的硬件分配硬件名称在除法运算中的功能R0用来存放被除数R1用来存放除数R2用来存放商R31用作计数器，控制循环的次数2保存余数A1、存放中间数据2、用来存放操作数参加ALU的运算W用来存放操作数参加ALU的运算PC程序计数器EM内存（存放程序）IR指令寄存器S

8、T堆栈寄存器，可以用来暂