计算机组成原理课程设计---设计求负数平方和的CISC模型计算机

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1、 计算机组成原理课程设计说明书 题 目： 设计求负数平方和的 CISC 模型计算机 院 （系） ： 计算机科学与工程学院 专 业： 计算机科学与技术 学生姓名： 学 号： 指导教师： 1、课程设计的题目和内容：设计一台嵌入式 CISC 模型计算机（采用定长 CPU 周期、联合控制方式） ，并运行能完成一定功能的机器语言程序进行验证。 要求连续输入 5 个有符号整数（用 8 位二进制补码表示，十六进制数输入） 求所有负数的平方和并输出显示。 说明：5 个有符号数从外部输入； 一定要使用符号位（比如说 SF） ，并且要使用负的时候转移（比如 说 JS）或不为负的时候转移（比如说 JNS）指令。 课

2、程设计完成的内容 1.完成系统的总体设计，画出模型机数据通路框图； 2.设计微程序控制器（CISC 模型计算机）的逻辑结构框图； 3.设计机器指令格式和指令系统； 4.设计时序产生器电路； 5.设计所有机器指令的微程序流程图； 6.设计操作控制器单元； 在 CISC 模型计算机中，设计的内容包括微指令格式（建议采用全水平型微 指令） 、微指令代码表（根据微程序流程图和微指令格式来设计）和微程序控制 器硬件电路（包括地址转移逻辑电路、微地址寄存器、微命令寄存器和控制存储 器等。具体电路根据微程序控制器的逻辑结构框图、微指令格式和微指令代码来 设计） 。 7.设计模型机的所有单元电路，并用 VHD

3、L 语言（也可使用 GDF 文件-图 形描述文件）对模型机中的各个部件进行编程，并使之成为一个统一的整体，即 形成顶层电路或顶层文件； 8.由给出的题目和设计的指令系统编写相应的汇编语言源程序； 9.根据设计的指令格式，将汇编语言源程序手工转换成机器语言源程序，并 将其设计到模型机中的 ROM 中去； 10.使用 EDA 软件进行功能仿真，要保证其结果满足题目的要求； （其中要利 用 EDA 软件提供的波形编辑器， 选择合适的输入输出信号及中间信号进行调试。 ） 2、系统的总体设计： 整个系统数据通路如下所示： 本模型机中的指令系统中共有 9 条基本指令， 下表列出了每条指令的格式、 汇编符号

4、和 指令功能。 1 1、 模型机的指令系统和所有指令的指令格式模型机的指令系统和所有指令的指令格式 1）I/O 指令指令 输入指令（IN1）格式： 7 6 5 4 3 2 1 0 操作码 X X Rd 输入指令（OUT1）格式： 7 6 5 4 3 2 1 0 操作码 Rs X X 2)转移指令转移指令 条件转移指令（JB）和无条件跳转指令（JMP）格式： 7 6 5 4 3 2 1 0 操作码 X X X X 地址 3）比较指令和相加指令）比较指令和相加指令 比较指令（CMP）和相加指令（ADD）的格式： 7 6 5 4 3 2 1 0 操作码 Rs Rd 4)MOV 指令指令 MOV 指令格式： 7 6 5 4 3 2 1 0 操作码 X X Rd 立即数 5)乘法指令乘法指令 乘法指令 MUL 格式： 7 6 5 4 3 2 1 0 操作码 Rs Rd 6）自减指令）自减指令 自减 1 指令（DEC）格式： 7 6 5 4 3 2 1 0 操作码 X X Rd 助