計算機(jī)組成原理課程設(shè)計心得[五篇材料](編輯修改稿)
2024-10-22 16:51 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 設(shè)計要求：利用所學(xué)過的理論知識，特別是微程序設(shè)計的思想，設(shè)計基于微程序控制器的模型計算機(jī)，包括設(shè)計相應(yīng)的硬件平臺、機(jī)器指令系統(tǒng)和微指令等。設(shè)計環(huán)境為TD－CMA計算機(jī)組成原理教學(xué)實驗箱、微機(jī)，聯(lián)機(jī)軟件等。同時設(shè)計好基于模型機(jī)的測試驗證程序，并在設(shè)計好的硬件平臺上調(diào)試通過，以驗證所設(shè)計的模型機(jī)功能的可行性與可靠性。在設(shè)計完成的前提下，撰寫出符合要求的課程設(shè)計說明書并通過設(shè)計答辯。設(shè)計一臺簡單模型機(jī)，在具備基本必要的硬件平臺的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步要求其機(jī)器指令系統(tǒng)至少要包括五條不同類型指令：如一條輸入指令（假設(shè)助記符為IN），一條加法指令（假設(shè)助記符為ADD），一條輸出指令（假設(shè)助記符為OUT）、一條無條件轉(zhuǎn)移指令（假設(shè)助記符為JMP）和一條停機(jī)指令（假設(shè)助記符為HLT）；在設(shè)計好的模型機(jī)基礎(chǔ)上，設(shè)計一個進(jìn)行兩個數(shù)求和運(yùn)算的測試驗證程序，用以驗證模型機(jī)功能的可行性與可靠性。，增加機(jī)器指令系統(tǒng)的功能，設(shè)計具有不少于10條機(jī)器指令的復(fù)雜指令系統(tǒng)模型機(jī)，包含算術(shù)邏輯指令、訪問內(nèi)存指令、控制轉(zhuǎn)移指令、輸入輸出指令、停機(jī)指令等。數(shù)據(jù)的尋址方式要包括直接、間接、變址和相對尋址等多種尋址方式。利用設(shè)計的復(fù)雜模型機(jī)實現(xiàn)兩個數(shù)的減法運(yùn)算并判斷差得正負(fù)，差為正數(shù)則輸出A，差為負(fù)數(shù)則輸出B，差為零則輸出C。在設(shè)計好的模型機(jī)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步設(shè)計一個測試驗證程序，驗證模型機(jī)功能的可行性與可靠性?；灸Ｐ蜋C(jī)和復(fù)雜模型機(jī)的CPU數(shù)據(jù)字長為8位，采用定點(diǎn)補(bǔ)碼表示。指令字長為8的整數(shù)倍。微指令字長為24位。三、設(shè)計步驟：確定設(shè)計目標(biāo) 進(jìn)行全面深入的模型機(jī)設(shè)計需求分析，確定所設(shè)計計算機(jī)的功能和用途?？傮w結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)通路設(shè)計及硬件實現(xiàn)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計包括確定模型機(jī)應(yīng)具有的基本功能部件（如運(yùn)算器、控制器以及基本的寄存器等等）以及它們之間的數(shù)據(jù)通路。硬件實現(xiàn)基于現(xiàn)有的基本實驗箱平臺，根據(jù)所設(shè)計模型機(jī)選擇必要的元器件，并通過接插件（各種連線等）進(jìn)行器件連接，組成所設(shè)計的模型機(jī)硬件系統(tǒng)（物理機(jī)）。綜合考慮計算機(jī)的速率、性能價格比、可靠性等要求，設(shè)計合理的數(shù)據(jù)通路結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)通路不同，執(zhí)行指令所需要的邏輯操作就不同，計算機(jī)的結(jié)構(gòu)也就不一樣。在此基礎(chǔ)上，在后面的微指令設(shè)計階段，就可以依據(jù)數(shù)據(jù)通路關(guān)系確定模型機(jī)工作過程中的所有微操作，并進(jìn)一步確定微指令格式中的相應(yīng)微命令。確定指令系統(tǒng)（機(jī)器指令系統(tǒng)）確定數(shù)據(jù)的表示格式、位數(shù)、指令的編碼、類型、需要設(shè)計哪些指令及使用的尋址方式。確定相對應(yīng)指令所包含的微操作。機(jī)器指令轉(zhuǎn)化為微程序執(zhí)行的相關(guān)設(shè)計過程3完成后，就可以根據(jù)機(jī)器指令系統(tǒng)進(jìn)行指令周期分析，確定出每條機(jī)器指令的CPU周期數(shù)。對于微程序控制的計算機(jī)，進(jìn)一步確定出每個CPU周期內(nèi)的微操作（明確哪些微操作可以安排在同一CPU周期中，哪些微操作則不能）。設(shè)計出每條機(jī)器指令的方框圖形式的指令周期流程圖。微指令代碼化依據(jù)指令周期流程圖以及指定的微指令格式，將設(shè)計出程序格式中的各字段（操作控制字段、P測試字段、直接微地址字段）相應(yīng)的二進(jìn)制代碼（即對應(yīng)的微命令編碼）。設(shè)計微指令的相關(guān)微地址根據(jù)后續(xù)微地址的形成方法（直接微地址或P測試轉(zhuǎn)移后重新形成），確定每條微指令的相關(guān)后續(xù)微地址。確定好微命令在控存中的存放地址，并將所有微命令寫入到控存的相應(yīng)存儲單元中。組裝、調(diào)試、在總調(diào)試前，先按功能模塊進(jìn)行組裝和分調(diào)，因為只有各功能模塊工作正常后，才能保證整機(jī)的正常運(yùn)行。首先調(diào)試每條微指令功能，再調(diào)試每條機(jī)器指令功能。連接所有模塊，用單步微指令方式執(zhí)行機(jī)器指令的微程序流程圖，當(dāng)全部微程序流程圖檢查完后，若運(yùn)行結(jié)果正確，則在內(nèi)存中裝入一段機(jī)器指令，進(jìn)行其他的運(yùn)行方式等功能調(diào)試及執(zhí)行指令的正確性驗證。
環(huán)評公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1