2013专接本组原课设报告

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1、石家庄经济学院计算机组成原理课程设计扌艮告题目计算字节数组的累加和姓名学号指导老师成绩2013年3月6日1・课程设计目的与要求2.开发工具选择33・设计方案选择34.指令系统设计45.模型机总体结构设计76.指令流程设计87.微指令格式设计108.微程序流程设计99.微程序的编写1110.VHDL实现1111・调试仿真1912•课程设计回顾总结21参考文献211.课程设计目的与要求一、课程设计目的：1）融会贯通计算机组成原理课程各章教学内容，通过知识的综合运用，加深对CPU各模块工作原理及相互联系的认识

2、，建立计算机整机的概念。2）通过对一个简单模型机的设计，达到对计算机的基本组成、部件的设计、部件间的连接、微程序控制器的设计、微指令和微程序的编制与调试等过程有更深的理解，加深对理论课程的理解。3）学习运用大容量可编程器件开发技术，掌握设计和调试的基本步骤和方法。4）培养独立工作和创新思维的能力，取得设计与调试的实践经验。二、课程设计要求：•设计一台微程序控制的模型计算机功能：计算字节数组的累加和。1）拟定指令系统（含机器指令的字长、格式、寻址方式及指令的种类等）2）设计数据通路，给出模型机中所含的部件

3、及其间的连接，以及信息在数据通路中传送时所需的微命令。3）设计微程序的流程图4）设计微指令5）编写微程序6）使用VHDL编码，仿真检测实验的功能是否达到设计要求•撰写课程设计报告，要求报告中所规定的图文齐全、符合要求、结构合理,能对实验中出现的问题进行分析及给出解决的方法。2.开发工具选择此处说明QUARTUS开发工具的特点.AlteraQuartusII作为一种可编程逻辑的设计坏境，由于其强大的设计能力和直观易用的接口，快速编译，自动地从QuartuslI仿真器波形文件中创建完整的HDL测试平台。3.

4、设计方案选择此处说明所采用的微程序控制器的工作原理及其组成框图.基本思想：仿照通常的解题程序的方法，把操作控制信号编成所谓的“微指令”，存放到一个只读存储器里；当机器运行时，一条一条地读出这些微指令，从而产生全机所需要的各种操作控制信号，使部件执行规定的操作。微程序控制器的基本工作原理：根据IR（指令寄存器）中的操作码，找到与之对应的控存中的一段微程序的入口地址，并按指令功能所确定的次序，逐条从控制存储器屮读出微指令，以驱动计算机各部件正确运行。1.指令系统设计1、指令字长8位(1)立即数〜寄存器loa

5、di0000规定：寄存器为rO、1*1、r2采用双字长格式：4bit2bit2bit操作码(Opcode)XX口的寄存器(DST)8bit立即数⑵内存数〜寄存器(r3)采用寄存器间接寻址方式规定：内存数采用rO、「1寄存器4bit2bit2bit操作码(Opcode)源寄存器(SRC)目的寄存器(DST)load传送指令store存储指令(3)寄存器自加自减操作规定：自加时用rO或N自减时用r24bit2bit2bit操作码（Opcode）XX目的寄存器（DST）自加：inc自减：dec（4）转移指令4

6、bit4bit操作码（Opcode）xxxx8bit数条件转移指令jnz无条件转移指令jmp操作码二进制数loadi0000load0001store0010inc0011dec0100jnz0101jmp0110add01112、控制信号编号控制信号描述6ALUbus用ALU中的内容驱动总线7ALUdec把ALU中的内容减18ALUJnc把ALU中的内容加19loadMDR将总线的内容装载到MDR10MDRbus用MDR的内容驱动总线11R_NW读取，不可写。当R_NW无效且CS有效时，MDR的内容存

7、储于存储器中12CS片选，用MAR的内容设置存储器地址13loadMAR将总线的内容装载到MAR14loadIR将总线的内容装载到IR15loadD将总线的内容装载到D16loadC将总线的内容装载到C17loadR3将总线的内容装载到R318R3bus用R3的内容驱动总线19loadR2将总线的内容装载到R220R2bus用R2的内容驱动总线21load.Rl将总线的内容装载到R122Rlbus用R1的内容驱动总线23loadR0将总线的内容装载到RO24R0bus用RO的内容驱动总线25incPCP

8、c+1并将结果存至PC中26PCbus用PC的内容驱动总线27loadPC将总线的内容装载到PC28ALUadd在ALU中将C和D相加3、汇编程序源程序和相应的机器指令begin:movsi,offsetamovdi,offsetbmovex,2moval,[si]again:incsiaddal,[si]decexjnzagainmov[di],albegin:loadirO,offsetaloadirl,offsetbloadir2,2