计算机组成原理课程设计报告(基本模型机设计与实现)

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1、 本科生课程实习本科生课程实习 题目 基本模型机设计与实现 课 程 名 称 计算机组成原理 学 生 姓 名 学 生 学 号 所 在 专 业 所 在 班 级 指 导 教 师 职 称 时 间 成 绩 1 目 录 一 、课程设计题目 2 二 、课程设计使用的实验设备 . 2 三三 、课程设计内容与步骤 . 2 1、所设计模型机的功能与用途 . 3 2 、数据通路图 . 4 3、微代码定义 4 4、微程序流程图 5 5、微指令二进制代码 . 6 6、 本课程设计机器指令 . 7 7、模型机的调试与实现 7 (1) 接线图 . 7 (2)写程序 8 (3)运行程序 8 四、总结 9 参考文献9 . 2

2、一、课程设计题目一、课程设计题目 基本模型机设计与实现 二、课程设计使用的实验设备二、课程设计使用的实验设备 TDN-CM 计算机组成原理教学实验系统一台，排线若干 三、课程设计内容与步骤三、课程设计内容与步骤 不见实验过程中，各部件单元的控制信号是认为模拟产生的，而本次课程实习将能 在为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，即一条机器指令对应一个微程序。 本课程设计采用六条机器指令：IN（输入） 、AND（与运算） 、DEC（自增

3、 1） 、STA（存 数） 、OUT（输出） 、JMP（无条件跳转） ，其指令格式如下： 序号 助记符 机器指令码 功能说明 1 IN 00000000 “DATA UNIT“中的开关状态R0 2 ADD addr 00010000 * R0+addrR0 3 DEC 00100000 (R0+1)R0 4 STA addr 00110000 * R0addr 5 OUT addr 01000000 * addrBUS 6 JMP addr 01010000 * addrPC 其中 IN、DEC 为单字长，其余为双字长指令，*为 addr 对应的二进制地址码。 1 1、所设计模型机的功能与用途

4、、所设计模型机的功能与用途 本次课程设计设计的模型机包括六条指令，输入、与运算、自增、存数、输出、无 条件跳转。 利用此模型机可完成两个数的与运算，一个数从键盘输入，另个数从内存中读取， 再将运算结果自增 1，把最后结果保存到内存中，并且将运算结果输出 3 2 2、数据通路图、数据通路图 3 3、微代码定义、微代码定义 24 23 22 21 20 19 18 17 16 151413 121110 987 6 5 4 3 2 1 S3 S2 S1 S0 M Cn WE CE LDPC A B C ua5 ua4 ua3 ua2 ua1 ua0 15 14 13 选择 0 0 0 0 0 1

5、LDRi 0 1 0 LDDR1 0 1 1 LDDR2 1 0 0 LDIR 1 0 1 LOAD 1 1 0 LDAR 12 11 10 选择 0 0 0 0 0 1 RS-B 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 ALU-B 1 1 0 SW-B 1 1 1 PC-B 9 8 7 选择 0 0 0 0 0 1 P(1) 0 1 0 0 1 1 1 0 0 P(4) 1 0 1 C 字段 4 A 字段 B 字段 4 4、微程序流程图、微程序流程图 00 KWE (01) RP(11) KRD(00) 21 24 01 22 23 20 (SW) PC KT P(4) PCAR P

6、C+1 RAMBUS PCAR PC+1 (SW) BUS BUSRAM 控制程序流程 图 5 当拟定“取指”微指令时，该微指令的判别测试字段为 P(1)测试；控制台操作为 P(4) 测试，它以控制台开关 SWB、SWA 作为测试条件，共三路分支。 微指令流程图 JMP OUT STA DEC AND 27 26 25 17 16 07 14 15 13 12 01 01 01 06 05 04 03 11 IN 01 01 01 10 02 01 RP PCAR PC+1 RAMBUS BUSIR P(1) SWR0 PCAR PC+1 RAMBUS BUSAR RAMBUS BUSDR2 R0DR1 (DR1DR2)R0 R0 (R0+1)R0 PCAR PC+1 RAMBUS BUSA