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1、实用标准文案【课程设计内容】题目：指令系统及指令译码器设计设计内容如下：1、指令系统设计：11、22、33、56号指令编号指令机器码1机器码2注释11ADDCA,EM1000EM将存储器EM地址的值加入累加器A中，带进位22ANDA,@R?10101累加器A“与”间址存储器的值33MOVR?A100000将累加器A中的值送入R?中56RLCA110111累加器A带进位左移2、模型机硬件设计：指令译码器3、逻辑电路设计：正逻辑的SN74181芯片【系统设计】1、模型机逻辑框图图1整机逻辑框图精彩文档实用标准文案图2芯片引脚逻辑框图图3CPU逻辑框图1、指令系统设计11ADDCA,
2、EM类型：算术运算指令寻址方式：存储器直接寻址精彩文档实用标准文案功能：将存储器EM地址的值加入累加器A中，带进位22ANDA,@R?类型：逻辑运算指令寻址方式：寄存器间接寻址功能：累加器A“与”间址存储器的值33MOVR?A类型：数据传送类指令寻址方式：寄存器间接寻址功能：将累加器A中的值送入R?中56RLCA类型：逻辑操作类指令功能：累加器A带进位左移1、微操作控制信号1、XRD：外部设备读信号，当给出了外设的地址后，输出此信号，从指定外设读数据。2、EMWR：程序存储器EM写信号。3、EMRD：程序存储器EM读信号。4、PCOE：将程序计数器PC的值送到地址总线ABUS上
3、(MAR)。5、EMEN：将程序存储器EM与数据总线DBUS接通，由EMWR和EMRD决定是将DBUS数据写到EM中，还是从EM读出数据送到DBUS。6、IREN：将程序存储器EM读出的数据打入指令寄存器IR。7、EINT：中断返回时清除中断响应和中断请求标志，便于下次中断。8、ELP：PC打入允许，与指令寄存器IR3、IR2位结合，控制程序跳转。9、FSTC：进位置1，CY=110、FCLC：进位置0，CY=011、MAREN：将地址总线ABUS上的地址打入地址寄存器MAR。12、MAROE：将地址寄存器MAR的值送到地址总线ABUS上。13、OUTEN：将数据总线DBUS上
4、数据送到输出端口寄存器OUT里。14、STEN：将数据总线DBUS上数据存入堆栈寄存器ST中。15、RRD：读寄存器组R0-R3，寄存器R?的选择由指令的最低两位决定。16、RWR：写寄存器组R0-R3，寄存器R?的选择由指令的最低两位决定。17、CN：决定运算器是否带进位移位，CN=1带进位，CN=0不带进位。精彩文档实用标准文案18、FEN：将标志位存入ALU内部的标志寄存器。19、WEN：将数据总线DBUS的值打入工作寄存器W中。20、AEN：将数据总线DBUS的值打入累加器A中。21-23:X2~X0：X2、X1、X0三位组合来译码选择将数据送到DBUS上的寄存器。24
5、-26:S2~S0：S2、S1、S0三位组合决定ALU做何种运算。1、指令执行流程2、编号助记符节拍数微操作控制信号涉及的硬件11ADDCA,EMT7PC→MARPCOEMARENPC,MAR,EM,W,A,ALU,FT6EM→WPC+1EMENEMRDWENT5W→MARWENWARENT4EM→WEMENEMRDWENT3A+W→DBUS→AS2 ~S0AENFEN22ANDA,@R?T5@R?→MARWENMARENR,DBUS,MAR,EM,W,AALU,FT4EM→WEMENEMRDWENT3AANDW→DBUS→AS2 ~S0AENFEN33MOVR?,AT3A→D
6、BUS→R?AEN A,DBUS,A56RLCAT4L→DBUS→WFEN,X=110WENR,DBUS,W,A,FCNT3W→DBUS→AAEN取指周期精彩文档实用标准文案5、组合逻辑控制器设计：假设该模型机采用组合逻辑控制器，根据指令执行流程，划分机器周期及节拍，安排操作时序表，写出每个控制信号的逻辑表达式（可以只针对“设计内容1”分配给你的指令去设计，不必考虑其他指令，但操作码、控制信号等必须遵循模型机已设定的）6、微程序控制器设计：假设该模型机采用微程序控制器，根据指令执行流程，安排微指令格式，为每条微指令安排微地址及下址，设计微地址修改逻辑。假设微指令采用水平格式，操
7、作控制字段采用直接表示法，后继微地址采用断点方式获得，采用T1、T2两级时序系统，T1取微指令，T2执行微指令并在此周期修改微地址形成后继微地址。（可以只针对“设计内容1”分配给你的指令去设计，不必考虑其它指令，但操作码、控制信号等必须遵循模型机已设定的，模型机共有64条指令，取微地址位数时要估计全部指令的所有微指令个数）【系统实现】1、模型机实现（微操作控制信号实现的VHDL描述，只写本人题目要求的指令及其所涉及的控制信号，内容2要求的逻辑电路的图形符号表示、功能、及其VHDL描述）（参见
