計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告(1)(已修改)
2025-01-31 00:09 本頁(yè)面
【正文】 計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師： ＸＸＸ 學(xué)生班級(jí)： ＸＸＸ 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 班內(nèi)序號(hào)： 課設(shè)日期：2012/12/17～2012/12/28目 錄 設(shè)計(jì)目的1 設(shè)計(jì)要求1 設(shè)計(jì)方案1 較詳細(xì)的設(shè)計(jì)過(guò)程2 編程與調(diào)試程序方法的介紹14 結(jié)果及分析14 收獲、體會(huì)及建議15一、設(shè)計(jì)目的 1. 主要掌握微程序控制結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)方法，通過(guò)對(duì)機(jī)器指令和相對(duì)應(yīng)微程序的設(shè)計(jì)，加深對(duì)微程序控制器的理解，加深對(duì)微程序設(shè)計(jì)特點(diǎn)的了解，加深對(duì)計(jì)算機(jī)各部件的理解以及對(duì)整機(jī)結(jié)構(gòu)的理解。 2．掌握幾種尋址方式的控制執(zhí)行過(guò)程。 3．了解多累加器計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)。 4．熟悉VHDL語(yǔ)言的編程。 設(shè)計(jì)要求1．運(yùn)算器采用單累加器多寄存器結(jié)構(gòu)2．指令系統(tǒng)：16條以上指令，有I/O指令，外部設(shè)備統(tǒng)一編址。3．內(nèi)存尋址范圍1K以上字節(jié)尋址方式： 寄存器直接尋址 寄存器間接尋址 直接尋址 立即數(shù)尋址4．可執(zhí)行從鍵盤(pán)上輸入的十進(jìn)制兩位數(shù)與兩位數(shù)加法程序并打印輸入的數(shù)據(jù)及結(jié)果或?qū)崿F(xiàn)兩數(shù)相加通過(guò)數(shù)碼管顯示結(jié)果。三、設(shè)計(jì)方案1．首先設(shè)計(jì)整機(jī)邏輯框圖，并分析各主要部件中所使用的關(guān)鍵器件，徹底理解主要芯片的工作原理。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，對(duì)實(shí)驗(yàn)儀硬件模塊進(jìn)行邏輯剪輯組合，便可設(shè)計(jì)出該實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)的整機(jī)邏輯框圖。為利于調(diào)試，應(yīng)在邏輯框圖上表明各器件的控制信號(hào)及必要的輸出信號(hào)。 2．指令系統(tǒng)和指令執(zhí)行流程設(shè)計(jì) ① 指令系統(tǒng)需確定實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)具體由哪里指令組成，包括哪幾種類(lèi)型指令，指令操作數(shù)有哪幾種尋址方式，以及指令編碼等。 ② 指令執(zhí)行流程 應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)整機(jī)邏輯圖來(lái)設(shè)計(jì)指令系統(tǒng)中每條指令的執(zhí)行流程。 一條指令從內(nèi)存取出到執(zhí)行完，需要若干個(gè)機(jī)器周期(節(jié)拍)。任何指令的第一個(gè)機(jī)器周期都是“取指令周期”，或稱(chēng)為公操作周期。而一條指令共需幾個(gè)機(jī)器周期取決于指令在機(jī)內(nèi)實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜程度。 3．微操作控制信號(hào)和微程序設(shè)計(jì)① 微操作控制信號(hào)及其實(shí)現(xiàn)方法綜合實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)指令系統(tǒng)各指令執(zhí)行流程中所涉及到的微操作控制信號(hào)，統(tǒng)計(jì)總共需要多少個(gè)微控制信號(hào)，每個(gè)信號(hào)的有效性，決定這些信號(hào)中哪些由軟件(微指令)直接產(chǎn)生，哪些需用硬件實(shí)現(xiàn)。② 設(shè)計(jì)微指令格式，微指令由32位組成，設(shè)計(jì)出每位微操作的定義。③ 確定微程序控制方式設(shè)計(jì)任務(wù)包括設(shè)計(jì)各微程序入口地址的形成方法和控存的順序控制(即下地址形成)方法。④ 編寫(xiě)各指令的微程序，根據(jù)指令流程和微指令格式仔細(xì)地逐條填寫(xiě)微指令各碼位。為減少填寫(xiě)錯(cuò)誤，可邊把本條微指令用到的微碼(微操作控制信號(hào))按預(yù)定的有效性填入，檢查無(wú)誤后，再對(duì)本條微指令用不到的微碼(微操作控制信號(hào))填入與預(yù)定的有效性相反的代碼，核對(duì)無(wú)誤后，最后將這32位微碼縮寫(xiě)成8位十六進(jìn)制微指令。4．設(shè)計(jì)接線(xiàn)表要仔細(xì)設(shè)計(jì)接線(xiàn)表，因?yàn)樗墙M裝計(jì)算機(jī)的依據(jù)。① 為了避免遺漏，應(yīng)按模塊逐個(gè)歸納整理，明確各模塊中器件各控制信號(hào)的處理方法。② 對(duì)于模塊中不用的器件，也應(yīng)有所處理。 較詳細(xì)的設(shè)計(jì)過(guò)程1． 先熟悉課程設(shè)計(jì)任務(wù)。2． 熟練掌握VHDL語(yǔ)言。3． 實(shí)現(xiàn)基本門(mén)電路。4． 用VHDL描述計(jì)算機(jī)各部件。1 存儲(chǔ)器的VHDL描述 首先利用開(kāi)關(guān)S0～S7設(shè)置一個(gè)8位的數(shù)據(jù)，用于寫(xiě)入內(nèi)存時(shí)使用。 第二步，利用開(kāi)關(guān)SS9的組合生成一個(gè)4個(gè)字節(jié)的內(nèi)存，內(nèi)存地址如下：地址S9S8000101210311第三步，當(dāng)S10=0 AND S11=1時(shí)，發(fā)出寫(xiě)內(nèi)存信號(hào)，將開(kāi)關(guān)S0～S7設(shè)置的8位數(shù)據(jù)寫(xiě)入由開(kāi)關(guān)SS9的組合指定的內(nèi)存地址單元。第四步，當(dāng)S10=1 AND S11=0時(shí)，發(fā)出讀內(nèi)存信號(hào)，將由開(kāi)關(guān)SS9的組合指定的內(nèi)存地址單元中的數(shù)據(jù)讀出，由發(fā)光二極管L9～L12顯示。 Library IEEE。use 。
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