计算机组成原理专业课程设计方案报告.doc

课程设计报告计算机构成原理典型模型机设计与实验院系：专业：计算机科学与技术姓名：学号：班级：计*指引教师：*12月24日*大学目录一、设计目2二、设计任务2三、实验设备2四、设计原理2五、指令系统设计21.指令格式22.指令系统33.微程序入口地址形成办法3六、设计过程41.生成指令系统42.生成源代码43.编写微程序54.联机运营5七、设计心得5一、 设计目在掌握部件单元电路实验基本上，构造一台基本模型计算机。 为其设计815条机器指令，编写相应微程序，并在实验系统上调试通过，以理解CPU控制原理以及计算机整机系统概念。二、 设计任务设计815条机器指令，用相应微程序实现。示例程序给出了5条指令：0000:IN R0，IOL（输入） ； IOLR0 ADD R0，0260H（加法） ；(R0)+(0260) R0 STA 0261h，R0（存数） ； (R0) (0261) OUT 0261h，IOH（输出）； (0261) IOH JMP 0000（无条件转移）可以参照、修改。三、 实验设备Dais-CMX16+计算器构成原理教学实验系统一台四、 设计原理在已完毕实验课程中，咱们完毕了手动(在线)控制实验。其中各部件单元控制信号是以手动模仿产生为主。而本次设计是在微程序控制下，自动产生各部件单元控制信号，实现特定指令功能。计算机数据通路控制将由微程序控制器来完毕，即：CPU从主存EM中取出一条机器指令、分析指令、执行指令一种指令周期解决过程，所有由微指令构成序列来完毕，设计并验证机器指令由相应微程序控制实现过程。五、 指令系统设计1.指令格式76543210OP-CODERdRsAddr其中：OP-CODE为操作码段，位于指令字节高四位(IR7IR4）；Addr 定义操作数或操作数地址；Rd为目寄存器，Rs为源寄存器。它们编码见下表：Rs或Rd选定寄存器00R001R110R211R32.指令系统本实验装置微控制器微地址寄存器11位，高2位指定为“11”，实际使用低9位，用于所定义指令起始微地址（亦可称为指令微程序入口地址）。 因此，指令系统微程序地址寻址范畴为：6007FFH，最多可支撑256条微指令运营，其容纳率达到了通用计算机控制器设计水准。3.微程序入口地址形成办法（1） 多路转移法微总线ud10ud9ud8ud7ud6Ud5ud4ud3ud2ud1ud0指令总线11id7id6id5id400000id8id5是机器指令操作码高四位，相应机器指令操作码：00h、10H、20h、30H、40h、50H、60h、70H、80h、90H、A0h、B0H、C0h、D0H、E0h；由上表可产生：600h、620h、640h、660h、680h、6A0h、6C0h、700h、720h、740h 共16个微地址，分别作为16个微程序入口地址。（2） 直接地址法按照直接地址法（断定法）原理，直接由本条微指令给出下一条微指令地址，实现微程序转移。微指令格式：微操作控制字段测试字段下地址字段六、 设计过程1.生成指令系统生成指令系统如下：助记符操作数指令码长度微指令入口指令功能INR0，IOL201640I/O偶字节R0ADDR0，*403680R0+RAMR0NORR2E217C0R0取反R2SUBR0，R2381660R2-R0R0ANDR2，R0121620R0R2R2STA*,R06036C0R0RAMOUTIOH,*803700RAMI/O奇字节CLER0C01780R0=0SERR0，*5056A0RAMRAMR0(间接寻址，成果送R0)JMP*A03740RAMPC2.生成源代码依照指令系统生成指令，源代码如下：；基本模型机程序#LOAD “MXJ1.IS” ;预调入指令系统微程序#SET RAM 0438H=0450H ;数据区0438H单元预置数据0450H#SET RAM 0450H=6666H;数据区0450H单元预置数据6666Hdata serment ;将程序装载到数据存储器assumeds:dataorg0start：inr0，ioladdr0,0438hNOR R2SUB R0，R2 AND R2，R0STA 0450H,R0 OUT OIH,0450H CLE R0SER R0，0438HJMP STARTDATA ENDSEND START3.编写微程序按照指令系统中指令指令码求出相应微程序入口，然后跳转到微程序入口，按照系统建议微指令格式，参照微指令流程图，将每条微指令代码化。4.联机运营保存微程序及源代码，然后点击工具栏“装载”按钮开始装载，如源程序，语法错误即可完毕装载，进入调试状态。七、 设计心得一方面，非常感谢教师对我指引与协助，让我能顺利完毕这次课程设计。这次课程设计让咱们学到了许多知识，其中有许多是在课本上学不到。课程设计增长了我对微指令与机器指令设计经验，也提高了自己动手能力。在对微程序设计过程中，我进一步理解了计算机指令系统构成。在设计过程中，难免遇到困难，通过解决问题，咱们学会了独立思考，增强了团队意识，同步也加深了对控制台操作理解，这为咱们此后学习与工作，提供了良好锻炼机会，进一步增强了咱们实践能力，提高了咱们对本专业知识运用能力。虽然最后做得不是非常好，但我和小组内其她成员刻苦努力、坚持不懈钻研过程让我觉得成绩并不是很重要，核心是在设计过程中拓宽了知识面，懂得了合伙交流、互帮互助、坚持不懈。在后来学习生活中，我会继续认真地学习本专业有关知识，不断去发现问题，解决问题。