1、 1 计算机组成原理课程设计课程设计 题 目： 模型机设计 2 前言前言 通过计算机组成原理理论课和几次实验的学习，尝试设计十四条机器指令， 并编写相应的微程序，完成由基本单元电路构成一台基本模型机，再经过调试指 令和模型机使其在微程序的控制下自动产生各部件单元的正常工作控制信号。 在设计基本模型机 5 的实验过程中，个别部件单元的控制信号是人为模拟产生 的，而本课程设计将能在微程序控制下自动产生各部件单元控制信号，实现特定 指令的功能。这里，计算机数据通路的控制将由微程序控制器来完成，CPU 从内 存中取出一条机器指令到指令执行结束的一个指令周期， 全部由微指令组成的序 列来完成，即一条机器
2、指令对应一条微程序。 本课程设计以 DVCC 计算机组成原理教学实验系统为平台设计完成。 1. 按给定的数据格式和指令系统，理解程序控制器的设计原理。 2. 设计给定机器指令系统以及微程序流程图，由指令格式写出微程序的微 指令代码 3. 连接逻辑电路，完成启动、测试、编程、校验和运行，并观测运行过程 及结果。 4. 将微程序控制器模块与运算器模块、存储器模块联机，组成一台模拟计 算机。 5. 用微程序控制器控制模型机的数据通路。 6. 通过在模型机上运行由机器指令组成的简单程序，掌握机器指令与微指 令的关系，建立计算机的整机概念，掌握计算机的控制机制。 7. 按指定应用项目进行汇编指令格式及功
3、能设计，并设计相应的机器指令 代码，按照模型及数据通路设计实现机器指令功能的微程序。在 PC 机上编辑机 器指令和微程序，装载代码到 DVCC 实验系统并运行，实现应用要求。 本课程设计要求实现十四条机器指令： IN （输入)， LDA,CLR,SUB （减法指令） , OUT（输出），JMP,MOV(数据传送指令),DEC（减 1 指令）, STA（存数），BZC,CMP （比较指令）,HTL,RL,RLC(循环左移)的输入，输出。重点主要在逻辑运算的设 计中。 3 摘要摘要 “计算机组成原理”是计算机专业和网络工程专业的重要专业基础课， “计 算机组成原理课程设计”是理解和巩固计算机组成的
4、基本理论、原理和方法的重 要实践环节。本课程的目的是通过课程设计，使学生对所学习过的计算机组成原 理课程内容加以理解和巩固。通过实验使学生掌握计算机由哪些部件所组成，各 部件间又是如何进行协调工作的。 部件实验过程中，各部件单元的控制信号是人为模拟产生的，本课程设计 将能在微程序控制下自动产生各部件单元的控制信号，实现特定指令的功能，通 过设计流程图，编写机器指令，微指令和控制信号程序。首先向存储器（RAM） 中装入数据和程序，然后检查写入是否正确，启动程序执行。另外，还需设计三 个控制台操作微程序：存储器读操作（READ） ，存储器写操作（WRITE） ，运行程 序(RUN)。以上各微指令设计完毕后，连接线路在 DVCC 计算机组成原理教学实验 箱运行程序，并将实验结果显示输出。 关键词：关键词：计算机组成原理，微指令，机器指令， DVCC 教学实验计算机 4 目录目录 前言 1 摘要 3 第一章 设计的目的及设计原理 5 1.1 设计的目的 . 5 1.2 设计的原理 . 5 第二章 总体设计 8 第三章 详细设计 10 3.1 运算器的物理结构 . 10 3.2 存
