组成原理课程设计报告.doc

《组成原理课程设计报告.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、组成原理课程设计指导教师：雷鸣白凯学生班级：计科10703班学生姓名：胡佩佩学号：班内序号：4课设日期：2011/2/21～2011/3/6目录一、课程设计目的……………………………………………………………………3二、课程设计的要求…………………………………………………………………3三、课程设计的内容…………………………………………………………………31．设计整机逻辑框图……………………………………………………………42．指令系统和指令执行流程设计…………………………………………………43．微操作控制信号和微程序设计…………………

2、………………………………54．设计接线表……………………………………………………………………5四、程序流程图………………………………………………………………………51.整机逻辑框图…………………………………………………………………52.指令系统和指令执行流程设计………………………………………………63.微操作控制信号和微程序设计…………………………………………………7五、编程与调试程序方法的介绍…………………………………………………111、8位CPU的VHDL描述………………………………………………………122、汇编指令集…………

3、………………………………………………………123.调试程序……………………………………………………………………13六、结果及分析……………………………………………………………………13七、收获、体会和建议……………………………………………………………13一、课程设计目的：1．主要掌握微程序控制结构计算机的设计方法，通过对机器指令和相对应微程序的设计，加深对微程序控制器的理解，加深对微程序设计特点的了解，加深对计算机各部件的理解以及对整机结构的理解。2．掌握几种寻址方式的控制执行过程。3．了解多累加器计算机的特点。4．熟悉VHDL语

4、言的编程。二、课程设计的要求：1．运算器采用单累加器多寄存器结构2．指令系统：16条以上指令，有I/O指令，外部设备统一编址。3．内存寻址范围1K以上字节寻址方式：寄存器直接寻址寄存器间接寻址直接寻址立即数寻址4．可执行从键盘上输入的十进制两位数与两位数加法程序并打印输入的数据及结果或实现两数相加通过数码管显示结果。三、课程设计内容：1．设计整机逻辑框图首先设计整机逻辑框图，并分析各主要部件中所使用的关键器件，彻底理解主要芯片的工作原理。根据设计要求，对实验仪硬件模块进行逻辑剪辑组合，便可设计出该实验计算机的整机逻辑框图。为利于调

5、试，应在逻辑框图上表明各器件的控制信号及必要的输出信号。2．指令系统和指令执行流程设计①指令系统需确定实验计算机的指令系统具体由哪里指令组成，包括哪几种类型指令，指令操作数有哪几种寻址方式，以及指令编码等。②指令执行流程一条指令从内存取出到执行完，需要若干个机器周期(节拍)。任何指令的第一个机器周期都是“取指令周期”，或称为公操作周期。而一条指令共需几个机器周期取决于指令在机内实现的复杂程度。3．微操作控制信号和微程序设计①微操作控制信号及其实现方法②设计微指令格式，微指令由32位组成，设计出每位微操作的定义。③确定微程序控制方式

6、,设计任务包括设计各微程序入口地址的形成方法和控存的顺序控制(即下地址形成)方法。④编写各指令的微程序，根据指令流程和微指令格式仔细地逐条填写微指令各码位。4．设计接线表要仔细设计接线表，因为它是组装计算机的依据。①为了避免遗漏，应按模块逐个归纳整理，明确各模块中器件各控制信号的处理方法。②对于模块中不用的器件，也应有所处理。四、详细的设计过程：1、整机逻辑框图图4-1给出了最简单的8位微程序控制计算机的基本结构框图。图4—1、8位微程序控制计算机基本结构结构描述：总线：该计算机采用单总线，即CPU的内部总线和外部总线均为一条总线

7、。它的结构简单，实现较方便。但它的速度较慢，无法实现流水线和并行操作。CPU：它的CPU由ALU和寄存器模块、指令部件模块及微程序控制模块组成。寄存器：ALU和寄存器模块包括通用寄存器（含累加器）、ALU（包括暂存器）、状态寄存器等，它可采用单累加器多寄存器或多累加器结构（见第一章）。ALU：ALU可完成各种算术、逻辑运算功能，如加、减、与、或、取反、取负、移位等。状态寄存器可包括进位位、全零标志位、负数标志位、溢出标志位等。指令部件：指令部件模块包括程序计数器（PC）及它的控制电路（加1、接数等）、指令寄存器（它一般包括一至三个

8、8位寄存器，与最长的指令相对应）等。微程序控制部件：微程序控制摸块包括微程序存贮器（现为1Kx32）、微程序计数器（MPC）及它的控制电路（加1、接数等）、微指令寄存器、时序控制电路、微操作信号发生电路等。存贮器：存贮器为外接的RAM存贮器（现为3