计算机组成原理课程设计-基本模型机的设计--跳转指令的实现

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1、武汉理工大学《计算机组成原理》课程设计说明书学号：课程设计题目基本模型机的设计——跳转指令的实现学院计算机学院专业物联网工程专业班级姓名指导教师2012年1月2日19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：物联网1001班指导教师：工作单位：计算机科学与技术学院题目:基本模型机的设计——跳转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

2、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。（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）。（

3、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（包括编制程序中跳转指令的时序分析，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、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19武汉理工大学《计算机组成原理》课程设计说明书基本模型机的设计——跳转指令的实现

4、1、课程设计的题目基本模型机的设计——跳转指令的实现2、设计的目的及设计原理。2.1课程设计目的此次课程设计的主要目的有：在详细了解所发的资料内容后，根据书本的理论和之前的实践知识，掌握计算机组成原理实验平台的各个单元模块的工作的原理,并了解软件HKCPT的联机、使用方式，是学会规划读/写内存、寄存器、数值计算等功能,要会编写相应的微程序,并在软件HKCPT加以实现。2.2课程设计原理实验系统中模型机的运行是在微程序的控制下进行的，在实验平台中，模型机从内存中取出、解释、执行机器指令都将由微指令和与之相配合的时序来完成，即1条机器指令对应一个微程序

5、。这次实验将能在微程序控制下自动产生各部件单元的控制信号，实现特定指令的功能。计算机数据通路的控制将由微程序控制器来完成，CPU从内存中取出一条机器指令到指令执行结束的一个指令周期全部由微指令组成的序列来完成，即一条机器指令对应一个微程序。本实验采用五条机器指令：SUB（减法）、ADD（二进制加法）、STA（存数）、MOV（赋值）、JMP（无条件转移）、JC、RRC（循环右移）。3、根据设计要求给出模型机的逻辑框图其中运算器由2片74L181构成8位字长的ALU单元。2片74LS374作为2个数据锁存器（DR1、DR2），8芯插座ALU-IN作为数

6、据输入端，可通过短8芯扁平电缆，把数据输入端连接到数据总线上。数据输入锁存器DR1的EDR1为低电平，并且D1CK有上升沿时，那来自数据总线的数据打入锁存器DR1。同样使EDR2为低电平、D2CK有上升沿时把数据总线上的数据打入数据锁存器DR2。19武汉理工大学《计算机组成原理》课程设计说明书4、设计指令系统，并分析指令格式4.1指令系统此次实验涉及的指令有以下几种：MOVR1,#Data将立即数Data送到寄存器A中MOVR0,#Data将立即数Data送到寄存器RI中MOVA,#Data将立即数Data送到寄存器A中JMPAddr跳转到Addr

7、处开始执行JCAddr如果有进位(借位)跳转到Addr处开始执行RLCA带进循环左移一位AddA,R0将寄存器R0中的数据加到累加器A中SUBA,R1将累加器A中的数据减去寄存器R1中的数据STAAddr将寄存器中内容写入存储器中HALT停机指令19武汉理工大学《计算机组成原理》课程设计说明书指令系统如下表：4.2指令格式一般指令由操作码和操作码组成，如下所示：操作码地址码此实验所涉及指令的格式如下：MOV指令采用双字节指令，其格式如下：I7I6I5I4I3I2I1I0第1字节:操作码及RiD7D6D5D4D3D2D1D0第2字节:DataJMP指

8、令采用双字节指令,其格式如下:I7I6I5I4I3I2I1I0第1字节:操作码A7A6A5A4A3A2A1A0第2字节:A