【正文】 ELSE FENOUT=DBUS。 END IF。 END PROCESS。END A。l 1:2分配器單元FEN2電路圖如圖 17所示：圖 17l 時序產生器COUNTERVHDL源程序：LIBRARY IEEE。USE 。USE 。USE 。ENTITY COUNTER IS PORT( CLK,CLR:IN STD_LOGIC。 T2,T3,T4:OUT STD_LOGIC)。END COUNTER。ARCHITECTURE A OF COUNTER ISSIGNAL X: STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0)。BEGIN PROCESS(CLK,CLR) BEGIN IF(CLR=39。039。) THEN T2=39。039。 T3=39。039。 T4=39。039。 X=00。 ELSIF(CLK39。EVENT AND CLK=39。139。)THEN X=X+1。 T2=(NOT X(1))AND X(0)。 T3= X(1)AND (NOT X(0))。 T4=X(1)AND X(0)。 END IF。 END PROCESS。END A。l 時序產生器COUNTER電路圖如圖 18所示：圖 18 嵌入式CISC模型計算機的頂層電路圖3 匯編語言源程序MOV R1,11H ；寄存器R1用于存放RAM的某個連續(xù)區(qū)域的首地址MOV R2,5H ；寄存器R2用于存放循環(huán)次數L0: IN1 R0 ；寄存器R0用于接收外部輸入的數據STOI R0,(R1)；將R0中的數存放入R1中RAM的地址處INC R1 ；將地址加1，跳到下一個地址DEC R2 ；將循環(huán)次數減1JNZ L0 ；循環(huán)不結束再重新跳回接收外部數據，循環(huán)結束則繼續(xù)下面操作MOV R0,0 ；寄存器R0用于存放結果MOV R1,11H ；寄存器R1用于存放數據已存入RAM的某個連續(xù)區(qū)域的首地址MOV R2,5H ；寄存器R2用于存放循環(huán)次數L1: LAD (R1),R3；寄存器R3用于存放剛才存入RAM的數據INC R1 ；將地址加1，跳到下一個地址AND R3，R3 ；取出的數自身相與，改變符號標志位SF，判斷其是否為負數JNS L2 ；若不為負則跳轉，取出下一個數IMUL R3,R3 ；若為負則將該數求平方和ADD R3,R0 ；將平方和加入R0L2:DEC R2 ；將循環(huán)次數減1JNZ L1 ；循環(huán)次數沒有完成，則跳回去再取數STO R0,10H ；將R0存放的結果放回到RAM中10H的地址處END:OUT1 R0；輸出R0的結果內容JMP END ；不斷循環(huán)4 機器語言源程序地址（十六進制）匯編語言源程序機器代碼00MOV R1,11H0010000100010001 01MOV R2,5H001000100000010102L0: IN1 R0000100000000000003STOI R0,(R1)101100010000000004INC R1010100010000000005DEC R2011000100000000006JNZ L0011100000000001007MOV R0,0001000000000000008MOV R1,11H001000010001000109MOV R2,5H00100010000001010AL1: LAD (R1),R300110111000000000BINC R101010001000000000CAND R3，R311011111000000000DJNS L211100000000100000EIMUL R3，R311001111000000000FADD R3，R0010011000000000010L2:DEC R2011000100000000011JNZ L1011100000000101012STO R0,10H100000000001000013END:OUT1 R0101000000000000014JMP END10010000000100115 機器語言源程序的功能仿真波形圖及結果分析從外部輸入5個數據，分別為01（1），FF（1），00（0），FF（1），00（00），得出以下波形圖，結果分析如下：① 當前執(zhí)行的是指令MOV R2,5H，R2的值變?yōu)?5② 當前執(zhí)行的是指令DEC R2；R2的值即將從04變成03，而之前R0已從外部接收FF，R1的地址也加1，從12變成13。③ 當前執(zhí)行的是指令LAD (R1)，R3；R1此時為14，則將14H的地址中的內容傳給R3，R3從00變成FF。④ 當前執(zhí)行的是指令AND R3，R3；R3中的內容與自身相與，內容不變，所以R3還是FF。⑤ 當前執(zhí)行指令IMUL R3，R3；當前R3的內容為FF，自身相乘變?yōu)?1，所以R3從FF變成01。⑥ 當前執(zhí)行的是指令ADD R3，R0；R0之前的值是01，R3的值是01，兩者相加后存入R0，R0的值從01變成02。⑦ R0將結果傳出到輸出總線，最終結果輸出為02。6 故障現象和故障分析在進行課程設計的時候，遇到了很多問題，出現了故障，以下是我在課程設計出現的故障現象以及故障分析及解決：（1） 在進行波形仿真圖分析的時候，我把INBUS即全部輸入FF的時候，沒有得出結果，并且OP一直在01到07之間不斷重復，R1一直從11遞減，R0一直為00，R3一直為00，R2則出現05，FF，04，FF….,這時我意識到它正在進行死循環(huán)。我再一次進行了各個寄存器的值的分析，發(fā)現R2與R0中的值不是自己想要的結果，我知道了問題出在了寄存器的使用上，我再一次核查了自己的匯編程序，結果發(fā)現，R2本身就是用來存循環(huán)次數的，在接收外部數據的時候應該用R0接收，卻寫成R2。將錯誤改正后，波形圖不再進行死循環(huán)，故障解決。（2） 將死循環(huán)的問題解決后，發(fā)現結果得出來是05，結果正確，OP也是按照自身編寫的機器指令順序完成的，R3，R2，R1，R0均顯示正常，但是，MEN中的之卻一直是000000000000000000000000000000000…，這說明RAM一直沒有存進數據，按照匯編程序分析，在進行STOI R0，(R1)及STO R0，10H的時候，結果MEN應該是存入FFFFFFFFFF05了的，但是現在并沒有存入，說明RAM的存數出了問題，我發(fā)現，我將原本為PROCESS(CS_D)以及IF(CS_D39。EVENT AND CS_D=39。039。) THEN寫成了PROCESS(RD_D)以及IF(RD_D39。EVENT AND CS_D=39。039。) THEN，所以才會出現這樣的故障，我將錯誤改正后，MEN存進了我原先想要的數據，故障解決。（3） 在我以為這兩個問題解決后，我高興的以為自己已將課程設計完成，但是，在我重新將輸入的數據即INBUS全部置為01時，結果卻是輸出05，如果結果正確，應該是00，難道是我的設計出了問題？我再次分析了4個寄存器的值的變化情況，發(fā)現R3的值是01,01,01,01..的重復出現，如果正常的話，R3的變化應該是01,00,01,00…的重復才對，應該01不是負數，我再對照了一下匯編代碼，發(fā)現判斷正負的代碼AND R3，R3之后就是JNS L2和IMUL R3，R3，問題應該是出現在這里了。難道是我ALU中的AND運算出了問題，我又核查了ALU中的代碼，發(fā)現代碼沒有出錯。那應該就是錯在JNS上了，我核查了地址轉移邏輯ADDR中的代碼，發(fā)現代碼也沒有寫錯。那到底是什么原因？我又回過頭來核查我的微指令流程圖，驚奇地發(fā)現，原來之前在進行JNS指令設計的時候，錯將為負判斷后跳轉的后繼微地址寫成10H，按照地址轉移邏輯的計算應該為20H。將錯誤改正后，結果顯示為00。再輸入不同的數據，結果輸出正確，故障解決。7 心得體會在這次課程設計中，我確實學到了很多東西。我不僅學會了如何自己編寫匯編程序，自己設計微程序流程圖，自己編寫自己需要的微指令格式，并將其設計成相應的微指令代碼，我還學會了學習要認真刻苦，編寫要細心，調試要耐心，請教要謙虛。在做設計的過程中，我們會不理解信號量是怎么設計，不理解微程序流程的每個步驟是什么信號量怎么設計的，這時我們就要認真的研究課本，要沉得下心。在編寫指令代碼，機器代碼的時候會知道0101真的很煩心，但是，只要夠細心，重復檢查，就會發(fā)現正確的代碼編寫對之后的仿真有多么重要。在調試的時候，我們會發(fā)現，往往波形顯示的總不是我們所想要的結果，都會遇到很多的錯誤，一定要耐心地把錯誤找出來，不要急躁。在你遇到問題解決不出來，抓耳撓腮的時候，要學會如何謙虛地向他人請教。做人一定要謙虛，尺有所短寸有所長，每個人總有他所擅長的地方，我們一定要謙虛地向他人請教?？偟膩碚f，計算機組成原理的課程設計讓我們感受到了動手能力重要性，只憑著腦子的思考、捉摸是不能完成實際的設計的，只有在擁有科學知識體系的同時，熟練掌握實際能力，包括編程經驗的不斷積累，才能把知識靈活、有效的運用到實際課程設計中。參考文獻[1] 陳智勇，周向紅，.[M].西安：西安電子科技大學出版社，2006：1~111.