1、 计算机组成原理课程设计报告书 设计题目设计题目：简单计算机简单计算机 专专 业业：计算机科学与技术：计算机科学与技术 班班 级级： 设设 计计 者者： 指导老师指导老师： 2013 年 07 月 06 日 - 2 - 设计目的：设计目的： 综合前面实验单元典型部件设计与调试，对数据选择器（A、B） 、计数器、运 算器、寄存器和微程序控制器透彻了解的基础上，完成一个简单计算机的设计，使其 具有简单运算功能：取数、读数、做加法、送数等。 通过一个简单计算机的设计，对计算机系统的基本组成、部件的设计、部件间 的连接、微程序的编制与调试等全过程有一个较为综合、深入的认识和理解。 设计与调试步骤： 结
2、合计算机组成原理的教学内容和课程设计平台系统，计算机的设计与调试步 骤如下： 数据通路数据通路： 数据通路的设计在总体结构中是最重要的一个环节。实验室的仿真模型机 的数据通路是以总线为基础、以 CPU 为核心构成的。 系统简介系统简介: 机器指令存放在 3#RAM 中,将 3#RAM 作为内存使用， 机器指令是按由上到下顺序执行的， 其执行顺序由 PC （程 序计数器）和 MAR（地址寄存器）控制。2#RAM 和 1#RAM 作为控制存储器简称为控存,一条微指令由十六个微命令 组成高八位存放于 2#RAM 中， 低八位存放于 1#RAM 中。 后继地址有三种形成方式IR2IR1IR0 为 00
3、1 时PC+1 按顺 序执行微指令，为 010 时 JP 无条件转移，地址由 IR15-8提供。本简单计算机基于简化处理IR15-8均为 0 它代表了均跳 向为指令寄存器的 00 入口即取指令入口。为 011 时 QJP 高四位按机器指令的操作码转移，第四位为 0 其由后继地形 - 3 - 成逻辑实现，所有涉及的地址转移均为指令的转移。因为机器指令是按顺序执行的。每按一次单脉冲键执行一条微指 令，一条机器指令由若干条微指令组成，一条微指令由十六个微命令组成，其中因为 IR3IR6IR7全为零故省略掉了。 为保证机器指令是从第一条开始顺序执行的，在操作前应按一次复位键将微指令计数器pc，机器指令
4、计数器 pc，内存地址寄存器中的内容清零。第一条微指令地址为 00，微操作为RAMIR即从内存中取出指令放到机器指令寄 存器中，此时地址寄存器中的内容为 00，所以在 3#RAM 的 00 地址中取出 MOV1 指令 18，取出指令后PC+1PC（01） 为取下一条内存内容做好准备，再按一次单脉冲键执行 QJP 及按操作码转移，此时指令寄存器中存放的为 18 ，操作 码为 0001，所以转移后高四位为：0001 低四位为全零 ：0000 。后继地址形成逻辑的输出 0001 0000， 因此此时置数 有效微地址输出为 10（十六进制） 。 根据微地址 10 执行PCMAR, PC 中的内容经取指
5、过程中加 1 操作,已变为 01，所以地址寄存器中存入了 01，然 后PC+1PC （PC 变为 02） 为取下一条内存内容做好准备。然后将内存中地址为 01 的数据传送至RAMR0 下一步 为 PCMAR 存入的为 02。下一个微指令为 JP 无条件转移，地址由微指令的高八位给出，高八位为 0000 0000，所以 微地址转向 00，再次进行取指令。 在 3#RAM 的 02 地址中取出 MOV2 指令 28 放进机器指令寄存器，取出指令后PC+1PC（03）为取下一条内存内 容做好准备，再按一次单脉冲键执行 QJP 及按操作码转移，此时指令寄存器中存放的为 28 操作码为 0010，所以转
6、移 后高四位为：0010， 低四位为全零：0000 。后继地址形成逻辑的输出 0010 0000， 因此此时置数有效微地址输出为 20（十六进制） 。 根据微地址 20 执行PCMAR PC 中的内容经取指过程中加 1 操作已变为 03，所以地址寄存器中存入了 03，然后 PC+1PC （PC 变为 04） 为取下一条内存内容做好准备。然后将内存中地址为 03 的数据传送至RAMR1 下一步为 PCMAR 存入的为 04。下一个微指令为 JP 无条件转移，地址由微指令的高八位给出，高八位为 0000 0000，所以微 地址转向 00，再次进行取指令。 在 3#RAM 的 04 地址中取出 ADD 指令 30 放进机器指令寄存器， 取出指令后PC+1PC （05）为取下一条内存内容 做好准备，再按一次单脉冲键执行 QJP 及按操作码转移，此时指令寄存器中存放的为 30 操作码为 0011.所以转移后高 四位为 0011 第四位为全零 0000 。后继地址形成逻辑的输出 0011 0000 ，因此时置数有效微地址输
