组成原理课程设计---基于微程序控制器的简单计算机系统设计与实现

1、组成原理课程设计实验报告组成原理课程设计实验报告 基于微程序控制器的简单计算机系统设计与实现 （主控存分开) 专专 业：业：计算机科学与技术计算机科学与技术 班班 级级: : CS CS 姓姓 名：名： 学学 号：号： 同组人姓名同组人姓名: : 实验实验 台号台号: : 2011/3/26 一、课程设计题目及要求一、课程设计题目及要求 计算机组成原理是计算机专业的核心专业基础课。课程设计是学完该课程并进行了多个 单元实验后，综合利用所学的理论知识，并结合在单元实验中所积累的计算机部件设计和调 试方法，设计出一台支持自有指令系统的简单计算机系统。所设计的系统能在基于 EDA 的实 验平台上运行

2、一段基于自有指令的程序，通过检查程序结果的正确性来判断所设计计算机系 统正确性。 课程设计属于设计型实验，不仅锻炼学生简单计算机系统的设计能力，而且通过进行主 机系统及底层功能部件电路的设计及实现、系统的故障分析与定位、系统调式等环节的锻炼， 进一步提高分析和解决问题的能力。 1 1课程设计题目课程设计题目 课程设计的主要任务是设计一台简单的计算机系统,并调试通过。围绕这一主要目标，课 程设计的题目可以根据自己的设计内容、实现方式、所设计的计算机系统的结构从下列备选 题中选取，也可以自己命题。 1)基于微程序控制器的简单计算机系统设计与实现 2)基于硬布线控制器的简单计算机系统设计与实现 3)

3、基于微程序控制和硬布线相结合的简单计算机系统设计与实现 4)支持流水线的简单计算机系统设计与实现 5)基于总线结构的简单计算机系统设计与实现 6)基于 FPGA 的简单计算机系统设计与实现 7)支持中断的简单计算机系统设计与实现 还可以在上述机器中支持其它功能,如溢出判断功能、浮点运算功能等。 2 2简单计算机系统的设计目标简单计算机系统的设计目标 计算机系统设计的总体目标是设计模型机系统的总体结构、指令系统和时序信号。在对 该模型机系统中的部件功能利用 EDA 软件的仿真功能进行仿真分析和功能验证的基础上，将 部分电路下载到 FPGA，并与适当的外围器件(包括部分芯片、输入/输出开关、LED

4、 显示等) 相配合，实现模型机的主机系统。 要求所设计的主机系统能支持自动和单步运行方式，能正确地执行存放在主存中程序的 功能，对主要的数据流和控制流通过 LED 适时显示信息。 3 3本课程设计的主要技术指标本课程设计的主要技术指标 1)支持算术运算、逻辑运算、存储器读写、寄存器间数据传送等几类指令。 2)支持立即数寻址、直接寻址、隐含寻址、间接寻址、寄存器寻址等几种基本的数据寻 址方式和顺序寻址、跳跃寻址两种指令的寻址方式。 3)支持 10 条以上的指令。 4)能运行由自己所设计的指令系统构成的一段程序，程序执行功能正确。 4 4系统设计要求系统设计要求 1)根据课程设计指导书的要求，选定系统的设计方案； 2)画出自己所设计计算机系统的原理框图和器件连接图，分析器件连接图中各器件不同 引脚的功能，哪些可以固定连接，哪些需要通过微程序来控制，以及这些控制信号的有效形 式； 3)画出各指令的指令周期流程图和所需要的控