计算机组成原理课程设计报告-基本模型机的设计与实现

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1、本次课程设计的任务是完成一个基本模型机的设计与实现。设计经过综合运用了以前所学计算机原理的知识,依照设计要求和指导,实现了一个基本的模型计算机。本模型机实现的功能有：IN（输入）,OUT（输出），ADD（加法），SUB（减法），STA（存数），JMP（跳转）。设计进行开始,在了解微程序的基本格式,及各个字段值的作用后,按微指令格式参照指令流程图，设计出程序以及微程序，将每条微指令代码化，译成二进制代码表，并将二进制代码转换为联机操作时的十六进制格式文件。根据机器指令系统要求，设计微程序流程图及确定微地址。设计的加法和减

2、法中,被加数和被减数都由调试人员输入,而加数和减数都从存储器中读取.最后上机调试，各个功能运行结果正确。关键词:基本模型机；机器指令；微指令目录131、课程设计题目-----------------------------------------------12、实验设备---------------------------------------------------13、课程设计步骤-----------------------------------------------13.1、所设计计算机的功能和用途--

3、----------------------------13.2、指令系统----------------------------------------------23.3、总体结构与数据通路------------------------------------23.4、设计指令执行流程--------------------------------------33.5、微指令代码化------------------------------------------43.6、组装和调试---------------

4、-------------------------------54、课程设计总结-----------------------------------------------75、附录-----------------------------------------------------------------------------------8附录1：数据通路图----------------------------------------------------------8附录2：微程序流程图--------

5、------------------------------------------------9附录3：实验接线图------------------------------------------------------------10附录4：实验程序及微程序---------------------------------------------------11附录5：参考文献（资料）-----------------------------------12131、课程设计题目基本模型机的设计与实现2、实验设备T

6、DN—CM++计算机组成原理教学实验系统一台，微机，虚拟软件，排线若干。3、实验步骤3.1所设计计算机的功能和用途设计的基本模型机的指令系统至少要包括六条不同类型的指令：一条输入指令，一条减法指令,一条加法指令，一条存数指令，一条输出指令和一条无条件转移指令。利用此模型机完成加法和减法操作。两个操作都能读入被加（减）数，从内存中读取加（减）数，运算后都能保存运算结果，并且都将结果输出。133.2指令系统本课程设计采用六条机器指令：IN（输入）,OUT（输出），ADD（二进制加法），SUB（减法），STA（存数），JMP

7、（无条件转移）。其指令格式及说明如下表：表1指令系统编码序号助记符机器指令码功能说明1IN00000000"INPUTDEVICE"中的开关状态→R02ADDaddr00010000********R0+[addr]→R03STAaddr00100000********R0→[addr]4OUTaddr00110000********[addr]→DR1→LED5JMPaddr01000000********[addr]→PC6SUBaddr01010000********R0-[addr]→R0其中：IN为单字长（8

8、位），其余为双字长指令，********为addr对应的二进制地址码。3.3总体结构和数据通路总体结构的设置如下：1、寄存器的设置R0、R1、R2为通用寄存器，8位；IR为指令寄存器，8位；PC为程序计数器，8位；AR为地址寄存器，8位；DR1、DR2为数据寄存器2、运算器的设置ALU为运算器数据通路可见附录1的数据通路图。133