计算机组成原理课程设计报告

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1、计算机组成原理计算机组成原理 课程设计课程设计 指导教师：指导教师： 学生班级：学生班级： 学生姓名：学生姓名： 学学 号：号： 班内序号：班内序号： 课设日期：课设日期：2012/12/172012/12/28 目目 录录 一、设计目的 1 二、设计要求 1 三、设计方案 1 四、较详细的设计过程 2 五、编程与调试程序方法的介绍 19 六、结果及分析 20 七、收获、体会及建议 21 1 一、设计目的一、设计目的 1. 主要掌握微程序控制结构计算机的设计方法， 通过对机器指令和相对应微程序的设 计，加深对微程序控制器的理解，加深对微程序设计特点的了解，加深对计算机各部件的理 解以及对整机结

2、构的理解。 2掌握几种寻址方式的控制执行过程。 3了解多累加器计算机的特点。 4熟悉 VHDL 语言的编程。 二、设计要求设计要求 1硬件设计，包括运算器、寄存器、寄存器、微程序控制器的 VHDL 描述。 2软件设计，包括指令系统设计及应用程序的设计。 3硬件和软件联合调试，利用设计的模型计算机执行应用程序，通过数码管显示结果。 三、设计方案三、设计方案 1首先设计整机逻辑框图，并分析各主要部件中所使用的关键器件，彻底理解主要芯 片的工作原理。 根据设计要求， 对实验仪硬件模块进行逻辑剪辑组合， 便可设计出该实验计算机的整机 逻辑框图。为利于调试，应在逻辑框图上表明各器件的控制信号及必要的输出

3、信号。 2指令系统和指令执行流程设计 指令系统 需确定实验计算机的指令系统具体由哪里指令组成，包括哪几种类型指令，指令操作 数有哪几种寻址方式，以及指令编码等。 指令执行流程 应根据实验计算机整机逻辑图来设计指令系统中每条指令的执行流程。 一条指令从内存取出到执行完，需要若干个机器周期(节拍)。任何指令的第一个机器 周期都是“取指令周期” ，或称为公操作周期。而一条指令共需几个机器周期取决于指令在 机内实现的复杂程度。 3微操作控制信号和微程序设计 微操作控制信号及其实现方法 综合实验计算机指令系统各指令执行流程中所涉及到的微操作控制信号， 统计总共需要 多少个微控制信号，每个信号的有效性，决

4、定这些信号中哪些由软件(微指令)直接产生，哪 些需用硬件实现。 设计微指令格式，微指令由 32 位组成，设计出每位微操作的定义。 确定微程序控制方式 设计任务包括设计各微程序入口地址的形成方法和控存的顺序控制(即下地址形成)方 法。 编写各指令的微程序 根据指令流程和微指令格式仔细地逐条填写微指令各码位。 为减少填写错误，可边把本条微指令用到的微码(微操作控制信号)按预定的有效性填 入， 检查无误后， 再对本条微指令用不到的微码(微操作控制信号)填入与预定的有效性相反 的代码，核对无误后，最后将这 32 位微码缩写成 8 位十六进制微指令。 4设计接线表 要仔细设计接线表，因为它是组装计算机的依据。 2 为了避免遗漏， 应按模块逐个归纳整理， 明确各模块中器件各控制信号的处理方法。 对于模块中不用的器件，也应有所处理。 四、四、较详细较详细的设计过程的设计过程 1先熟悉课程设计任务。 2实现基本门电路。利用如右图所示软件，启动，建立 一个新工程。具体操作步骤，参考第二章 电路生成与下载 步骤.ppt 最后，我们可以得到如下图。 电路生成结束，再来实现电路的下载。启动桌面图标， 选择下载配置，加载下载文件，再实现电路下载。 可得下图： 3熟练掌握 VHDL 语言。 3 4用