硬布线设计实验报告.doc

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1、计算机组成原理实验报告实验名称：使用硬连线控制器的CPU设计专业班级：计算机科学与技术2010211301学生姓名：贾晓冬宋丽君杨嘉宁肖迪月实验时间：2012.0615目录1教学目的、实验设备与任务1.1教学目的31.2实验设备....................................................................................31.3设计与调试任务...............................................

2、.........................32总体说明42.1硬连线控制器的基本原理42.2指令系统..................................................................................42.3控制台指令..............................................................................52.4数据通路.........................

3、.........................................................52.5控制器指令周期流程图..........................................................52.6控制台控制信号及作用..........................................................63设计方案73.1说明及流程图.......................................

4、....................................73.2逻辑状态表..............................................................................84设计的实现104.1ABEL源代码..........................................................................104.2组装、调试及管脚连线.........................

5、.................................114.3数据测试及结果......................................................................135本次设计的体会1415一、教学目的、实验设备与任务·教学目的1.融会贯通计算机组成原理课程和计算机系统结构课程的内容，通过知识的综合运用，加深对计算机系统各模块的工作原理及相互联系的认识。2.掌握硬连线控制器的设计方法‘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

6、本步骤和方法，体会ISP技术的优点。4.培养科学研究能力，取得设计与调试的实践经验。·实验设备TEC-5计算机组成原理实验系统一台Pentium3以上微型计算机一台逻辑测试笔一支·设计与调试任务1.按给定的数据格式和指令系统，利用大容量ISP可编程器件，设计一台硬布线控制器组成的处理机2.根据设计，在TEC-5实验系统中进行调试。3.在调试成功的基础上，整理出设计图纸和其他文件15二、总体说明1、硬连线控制器的基本原理硬布线控制器的基本原理是，每个微操作控制信号S是一系列输入量的逻辑函数，即用组合逻辑电路来

7、实现，S=f(Im,Mi,Tk,Bj)其中Im是机器指令操作码译码器的输出信号，Mi是节拍信号发生器的节拍信号，Tk是时序信号发生器的时序信号，Bj是状态条件判断信号。在TEC—5实验系统中，时序信号Tk（T1—T4）已经直接输送给数据通路；因为机器指令系统比较简单，操作码只有４位，省去操作码译码器，用Im直接作为操作码，即指令寄存器的IR4—IR7信号。Mi的来源就是时序模块的节拍信号，例如W3—W1。Bj的信号包括：来自数据通路中运算器ALU的进位信号C；来自控制台的开关信号SWC、SWB、SWA；其他

8、信号。其中C、SWC、SWA和SWB信号在微程序控制器中同样存在。每个控制信号的函数式都是上述输入信号的逻辑表达式，因此可以用组合逻辑构造电路。只要对所有控制信号都设计出逻辑函数表达式，这个硬布线控制器的方案也就得到了。2、指令系统，由老师幻灯片中给出151、控制台指令SWCSWBSWA操作000启动程序（PR）001写存储器（WRM）010读存储器（RRM）011写寄存器（WRF）100读寄存器（RRF）2、数