计算机组成原理课程设计--模型机设计与实现

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1、武汉理工大学课程设计课程名称计算机组成原理设计题目模型机设计与实现班级学号姓名指导教师日期2011年7月7日2011年7月7日武汉理工大学《计算机组成原理》课程设计说明书课程设计任务书学生姓名：专业班级：软件工程0904指导教师：工作单位：计算机学院题目:基本模型机设计与实现初始条件：1.完成<<计算机组成原理>>课程教学与实验2.TDN-CM计算机组成原理教学实验系统要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1.掌握复杂指令系统计算机的微控制器功能与结构特点2.熟悉TDN-CM教学实验系统的微指令格式3.设计五条机器指令,并编写对应的微程序

2、4.在TDN-CM教学实验系统中调试机器指令程序,确认运行结果5.建立复杂指令系统计算机的整机概念模型时间安排：1.第19周周5(7月1日):全体集中讲解课程设计原理与方法2.第20周周1～5(7月4～8日):分班实验,调试机器指令程序指导教师签名：2011年6月30日系主任（或责任教师）签名：2011年7月日-19-武汉理工大学《计算机组成原理》课程设计说明书《组成原理课程设计》说明书一．课程设计题目①学号为01-07号的同学：绘制8位运算器实现的电路图；②学号为08-14号的同学：绘制8位运算器进位控制电路的电路图；③学号为15-21号的同学：绘制8位运算器移位运算电路图；④

3、学号为22-28号的同学：绘制静态存储器（6116）电路图；⑤学号为29-42号的同学：绘制静态存储器（2114）电路图二．设计要求①利用数字功能电路，完成电路设计；②电路图中，以功能电路为基本单元，实现电路引脚连接；③电路连接图中，应反映信号的基本逻辑关系，实现芯片的管脚连接；④电路应完成规定的功能，并在TDN-CM+教学实验系统中调试和实现；⑤用A4规格的复印纸，绘制电路连接图，撰写设计报告。三．附加说明①学号为01-07号的同学：绘制8位运算器实现的电路图②学号为08-14号的同学：绘制8位运算器进位控制电路的电路图；③学号为15-21号的同学：绘制8位运算器移位运算电路图

4、；④学号为22-28的同学，利用6116设计8K×16位静态存储器的逻辑框图；⑤学号为29-42的同学，利用2114设计8K×8位静态存储器的逻辑框图。-19-武汉理工大学《计算机组成原理》课程设计说明书1课程设计目的通过课程设计，掌握微程序计算机中指令和微指令的编码方法，深入理解机器指令在计算机中的运行过程。在掌握部件单元电路实验的基础上，进一步将其组成系统地构造一台基本模型计算机，为其定义5条机器指令，并编写相应的微程序，上机调试掌握整机概念。通过对一个简单模型机的设计与实现,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

5、更深的了解,加深对理论课程的理解，掌握各部联机运行情况，进一步建立整机概念。培养学生独立工作和创新思维的能力，取得设计与调试的实践经验。其次，通过实习总结计算机组成原理课程的学习内容：层次化设计法、多路开关，逻辑运算部件，微程序控制的运算器设计、微程序控制的存储器设计、简单计算机的设计等内容。为将来从事专业工作打下基础，培养良好的职业道德和严谨的工作作风。2课程设计设备TDN-CM计算机组成原理实验系统,排线若干3课程设计内容3.1课程设计原理3.1.1本课程设计采用六条机器指令:IN,ADD,STA,TRY,OUT,JMP,并依照指令进行相关操作。其指令格式如下：内容助计符说明

6、00000000IN“INPUTDEVICE”→R000010000ADD[addr]R0+[addr]→R000100000STA[addr]R0→[addr]00110000OUT[addr][addr]→BUS01000000TRY[addr]R0（S3S2S1S0MCn）[addr]→R001010000JMP[addr][addr]→PC其中IN为单字长（8）位，其余为双字长指令。-19-武汉理工大学《计算机组成原理》课程设计说明书3.1.2开关SWA和SWB的定义及数据通路框图如下：为了向RAM中装入程序和数据，先查写入是否正确，并能启动程序执行，还须设计三台控制台操

7、作。存储器度操作：拨动总清开关CLR后，控制台开关SWB、SWA为“00”时，按START滚动开关，可对RAM连续手动读操作。存储器写操作：拨动总清开关CLR后，控制台开关SWB、SWA为“01”时，按START滚动开关，可对RAM连续手动写操作。启动程序：拨动总清开关CLR后，控制台开关SWB、SWA为“11”时，按START滚动开关，即可转入到第01好“取址”微指令，启动程序运行。上述三条控制台指令用到的两个开关SWB、SWA的状态设置，其定义如下：SWBSWA控制台指令00