【正文】 ①實驗系統(tǒng)控制選擇同上。（1）取指令階段CPU 的動作如下：① 指令程序計數(shù)器PC 的內(nèi)容00H 裝入地址寄存器AR。 設計微代碼表微指令代碼的設計方法是，首先設計微代碼空表，然后逐項確定其中的內(nèi)容。LOAD為數(shù)據(jù)預置加載控制端，LOAD 為低電平時，計數(shù)器正常計數(shù)；LOAD 端為高電平時，向計數(shù)器加載數(shù)據(jù)。 END IF。039。 WHEN 1011 = IF M=39。 END IF。 ELSE F9=NOT (A9 AND B9)。 THEN F9=(A9 OR B9) + CN 。SIGNAL F9 : STD_LOGIC_VECTOR(8 DOWNTO 0)。 算術(shù)邏輯單元ALU 是ALU181，其運算功能與74LS181 類似，但用VHDL 語言編寫,是一個8 位的運算器。存放可編程程序和數(shù)據(jù)的存儲器RAM也在芯片上實現(xiàn)（像單片機一樣）。虛線框外部分主要是輸入/輸出裝置，包括鍵盤、數(shù)碼管、LCD 顯示器等，用于向CPU 輸入數(shù)據(jù)，或CPU 向外輸出數(shù)據(jù)，以及觀察CPU 內(nèi)部工作情況及運算結(jié)果。從課程的地位來說，它在先導課程和后續(xù)課程之間起著承上啟下的作用。指令編碼如下表： 指令編碼助記符操作碼addr地址碼功能描述IN00H“INPUT”→R0，鍵盤輸入數(shù)據(jù)ADD addr10HXXHR0+[addr] →R0STA addr20HXXHR0→[addr]OUT addr30HXXHBUS→“OUTPUT”，顯示輸出數(shù)據(jù)JMP addr40HXXHaddr→PC指令分單字節(jié)和雙字節(jié)，單字節(jié)指令只有IN一條，其余都是雙字節(jié)指令。④ WE,控制RAM的讀寫信號,0值為讀,1值為寫。 A : IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0)。 B9 = 39。 THEN F9=(A9 OR (NOT B9))+ CN 。 ELSE F9=NOT B9。 END IF。 WHEN 1100 = IF M=39。039。039。A 字段譯碼后輸出的信號主要用于控制向寄存器或鎖存器輸入數(shù)據(jù)；B 字段譯碼后輸出的信號主要用于控制運算器、寄存器或鎖存器，并通過三態(tài)門向內(nèi)部數(shù)據(jù)總線輸出數(shù)據(jù)；C 字段譯碼后輸出的信號主要用于指令分支判斷。（3）確定操作控制信號。⑥ 譯碼結(jié)果送操作控制器（時序發(fā)生器）。通過這次的課程設計，學習到了怎么去團隊合作，大家一起集思廣益，在設計的過程中總是會和班上的幾個同學好好的討論，在這個過程中又發(fā)現(xiàn)了好多的問題，當然也解決了好些問題，因為從來就沒有設計過，以前所做的實驗，書本上都會做詳細的講解，而且做的只是其中的一個部分，這次所面對的是一個綜合性的設計。 模型CPU 的硬件仿真在在硬件上進行測試時，首先要進行波形仿真，在仿真的過程中可以發(fā)現(xiàn)存在的問題，及時的進行解決，這樣可以減少在實際的硬件測試時的麻煩。例如，此CPU 設定的指令系統(tǒng)共由五條指令組成，那么應用程序可以由這五條指令中的任何幾條指令組成。（6）指令譯碼器（ID）的內(nèi)容送操作控制器。數(shù)據(jù)線為8 位，地址線也為8 位。 IF (A9=B9) THEN FZ = 39。039。 WHEN 1010 = IF M=39。 END IF。 ELSE F9=000000000。 THEN F9=A9 + CN 。 CO : OUT STD_LOGIC。 RAMBUS :將STA的地址碼放到總線上， BUSAR:將STA的地址碼放到地址寄存器上， R0BUS：將R0中的數(shù)據(jù)放到總線上， BUSRAM:將BUS上的數(shù)據(jù)放到地址寄存器的對應的存儲單元中。該電路的兩個操作數(shù)輸入端設置兩個寄存器DR0和DR1。 目錄第1章 設計內(nèi)容及要求.........................................................................4 設計任務...............................................................................................4 設計要求...............................................................................................4第2章 系統(tǒng)組成及工作原理................................................................5 系統(tǒng)組成..............................................................................................5 工作原理..............................................................................................5第三章 系統(tǒng)設計....................................................................................10 CPU頂層設計........................................................................................10 取指令和指令譯碼................................................................................12 設計微代碼表........................................................................................12 ..........................................................................................14第四章 系統(tǒng)調(diào)試和分析........................................................................15 模型機的軟件執(zhí)行.................................................................................15 模型CPU的硬件仿真...........................................................................15第五章 總結(jié)............................................................................................18 參考文獻..................................................................................