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1、武汉理工大学《计算机组成原理》课程设计学号：课程设计题目不带进位的与或运算指令的实现学院计算机科学与技术学院专业计算机科学与技术班级计算机科学与技术学院SY0901班姓名指导教师姚寒冰2011年6月30日21武汉理工大学《计算机组成原理》课程设计课程设计任务书学生姓名：专业班级：计算机SY0901班指导教师：姚寒冰工作单位：计算机科学与技术学院题目:基本模型机的设计——不带进位的与或运算指令的实现初始条件：理论：学完“电工电子学”、“数字逻辑”、“汇编语言程序设计”、和“计算机组成原理”课程，掌握计算机组成原
2、理实验平台的使用。实践：计算机学院科学系实验中心提供计算机、实验的软件、硬件平台，在实验中心硬件平台验证设计结果。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、基本模型机系统分析与设计，利用所学的计算机组成原理课程中的知识和提供的实验平台完成设计任务，从而建立清晰完整的整机概念。2、根据课程设计题目的要求，编制实验所需的程序，上机测试并分析所设计的程序。3、课程设计的书写报告应包括：（1）课程设计的题目。（2）设计的目的及设计原理。（3）根据设计要求给出模型机的逻辑框图。
3、（4）设计指令系统，并分析指令格式。（5）设计微程序及其实现的方法（包括微指令格式的设计，后续微地址的产生方法以及微程序入口地址的形成）。（6）模型机当中时序的设计安排。（7）设计指令执行流程。（8）给出编制的源程序,写出程序的指令代码及微程序。（9）说明在使用软件HKCPT的联机方式与脱机方式的实现过程（包括编制程序中与或运算指令的时序分析，累加器A和有关寄存器、存储器的数据变化以及数据流程）。（10）课程设计总结（设计的特点、不足、收获与体会）。时间安排：周一：熟悉相关资料。周二：系统分析,设计程序。周三
4、、四：编程并上实验平台调试周五：撰写课程设计报告。指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日21武汉理工大学《计算机组成原理》课程设计不带进位的与或运算指令的实现1.设计目的及原理1.1设计目的在本实验中，我们将规划读写内存，寄存器，数值计算等功能，并且编写相应的微程序。请具体上机调试各个模块单元以便进一步掌握整机的概念。1.2设计原理在各个模块实验中，各模块的控制信号都是由实验者手动模拟产生的。而在真正的试验系统中，模型机的运行是在微程序的控制下，实现特定指令的功能。在本实验平台中，模型机从内存中
5、取出，解释，执行机器指令都将由微指令和与之相配合时序来完成，即一条机器指令对应一个微程序。2.模型机逻辑框图设计根据设计要求，对实验仪硬件资源进行逻辑组合，便可设计出该模型机的整机逻辑框图。如下图所示是比较典型的实验计算机整机逻辑框图。21武汉理工大学《计算机组成原理》课程设计简单的模型计算机是由算术逻辑运算单元，微程序单元，堆栈寄存器单元，累加器，启停，时序单元，总线和存储器单元组成。其中运算器是由2片74LS181构成8位字长的ALU单元，2片74LS374作为两个数据锁存器(DR1,DR2),运算器的数
6、据输出是由1片74LS244来控制的。微程序控制单元中8位微地址寄存器由2片74LS161组成，24位微指令锁存器由3片74LS374组成。在模型机中，我们将要实现RAM的读写指令，寄存器的读写指令，跳转指令，ALU的加、减、与、或指令。把通用寄存器作为累加器A，进行左、右移等指令，整体构成一个单累加器多寄存器的系统。3.指令系统的设计及指令格式分析3.1指令系统设计本实验平台内采用的是8位数据总线和8位地址总线方式。本次实验中所用到的指令类型有如下几种：[1]MOVA,#data将立即数传递到累加器A中[2
7、]ANLA,#data将累加器A中内容与立即数相与,结果送累加器A中[3]MOVRi,#data将立即数传递到寄存器Ri中[4]ADDA,Ri累加器A中内容与寄存器Ri内容相加,结果送累加器A中[5]ORLA,#data将累加器A中内容与立即数相或,结果送累加器A中[6]SUBA,Ri累加器A中内容与寄存器Ri内容相减,结果送累加器A中[7]STAaddr将累加器A中内容写入存储器中[8]HALT停机指令系统如下表：指令助记符指令功能指令编码微周期微操作取指微指令T0:PC->ABUS->RAMRAM->DB
8、US->IR1MOVA,#dataData->A5FT0:RAM->DBUS->A21武汉理工大学《计算机组成原理》课程设计T1:取指微指令ANLA,#data(A)与data->ADFT0:T1:T2:T3:A->DBUS->DR1RAM->DBUS->DR2ALU->DBUS->A取指微指令MOVR0,#dataMOVR2,#dataData->Ri6C6ET0:T1:RAM->DBUS->A取
