计算机组成原理课程设计报告-复杂模型计算机的设计

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1、一、设计内容与设计要求1.设计内容模型机是由五个部分组成的计算机，通过它可以理解计算机整机的结构及功能，理解CPU、存储器、中断控制器、总线的结构及实现逻辑和各部件之间的接口关系。本次课程设计的主要内容是利用西安唐都公司的TDN-CM卄的内部可编程资源，设计一个模型计算机。木课程设计的主要目的是通过部件级的模型机的设计和调试，使学生理解计算机由5部分组成，掌握计算机的工作过程，从“指令一微指令一微操作”概念的理解，从而清晰地建立计算机的整机概念，并培养学生分析和解决实际问题的能力，同时增强学生的动手能力。2.设计要

2、求：（1）借助于TDN-CM卄的内部可编程资源，运算器单元，控制存储器，微命令寄存器，地址转移逻辑，微地址寄存器，控制时序信号单元，寄存器组，总线,输入输出单元等，用微程序的方式设计一台的模型计算机。设计包括模型计算机组成的设计，指令系统的设计，并用汇编语言完成设计并调试成功。（2）复杂模型机的设计要求,（参考P107-115）模型机设计四大类指令共十六条，其中包括算术逻辑指令、I/O指令、访问及转移指令和停机指令。设计9条算术逻辑指令并用单字节表示，寻址方式采用寄存器直接寻址。设计2条访内指令，即存数（STA）

3、、取数（LDA）,2条转移指令，即无条件转移（JMP）、结果为零或有进位转移指令（BZC）。设计2条I/O指令，输入（IN）和输出（OUT）指令采用单字节指令。设计停机指令1条用单字节表示。（3）调试的程序第一组地址（H）内容（H）助记符说明SPOO44IN01ROINPUTdevice->R0$P0146IN01R2INPUTdevice->R2$P0298ADCR2ROR2+R0+CY・>R0$P0381MOVROR1RO->R1$P04F5RLCR1R1R1右移一位$P05OCBZC000000->PC$P0

4、600第二组地址(H)内容(H)助记符说明SPOO45IN01R1INPUTdevice->Rl$P0100LDA0000R0(20)->R0$P0220$P0386MOVR1R2R1->R2$P04A8SBCR2R0R2-R0-CY->R0$P05F5RLCR1R1R1右移一位$P06OCBZC000000->PC$P0700第三组地址(H)内容(H)助记符说明SPOO46IN01R2INPUTdevice->R2$P0184MOVR2R0R2->R0$P0244IN01R0INPUTdevice->R0$P03

5、98ADCR2R0R2+R0+CY・>R0$P04E2COMR2NOTR2・>R0$P05D6STA000AR2R2->(0A)$P060A$P07OCBZC000000->PC$P0800在规定的时间内以小组为单位完成相关的系统功能实现、数据测试和记录并进行适当的分析。要求，同一小组的每个同学必须分析一条不同的机器指令的微程序的组成，说明组成该机器指令的每一条微指令的微命令(不同的控制信号的组成)。耍求修改一条微指令。(4)按本任务书的要求，编写《课程设计报告》(Word文档格式)。并用A4的复印纸打印并装订。(

6、5)在规定的时间内，请各班学习委员收齐课程设计报告在星期五交陈华光老师。3.分组及安排分5组，学号除以5取余数，余数为0的同学做复杂模型机1、余数为1的同学做复杂模型机2,余数为2的同学做复杂模型机3,余数为3的同学做基于RISC的模型机，余数为4的做流水线模型机，每个组必须独立完成指定的题目，每个同学按要求独立完成课程设计报告。4.成绩评定程序设计方案是否合理；程序设计是否正确；调试结果；设计说明书的质量高低；答辩时回答问题情况；课程设计周表现情况；总评成绩记入“课程设计成绩评分表”。二、进度安排第1周-2周，具

7、体安排如下:星期时间班级内容地点第1周—・上午8:00-12.00计算机0981接线E-510二下午2.3:0-6.30计算机0981系统调试实现E-510三上午8:00-12.00计算机0981调试E-510三下午2.3:0-6.30计算机0901/02调试E-510四下午2.3:0-6.30计算机0901/02接线E-510五下午2.3:0-6.30计算机0901/02系统调试实现E-510—•下午2.3:0-6.30网工0901/02接线E-510二上午8:00-12.00网工0901/02调试E-510四下

8、午23:0-6.30网工0901/02系统调试实现E-510目录一课题的主要功能1二总体设计方案22.1复杂模型机的逻辑框图22.2用框图语言表示模型机的指令执行流程3三数据格式和寻址方式的设计33.1数据格式33.2模型机的寻址方式43.3指令格式5四指令和和微程序的设计84.1扌旨令系统84.2微程序的设计8五线路连接图12六微程序流程及说明13七课程设