模型计算机系统设计实现.docVIP

课程设计说明书 （计算机组成与结构课程设计） 题 目：模型计算机系统的设计与实现 学生姓名： 学 院： 班 级： 指导教师： 2010年 1 月 8 日 内蒙古工业大学课程设计（论文）任务书 课程名称： 计算机组成与结构课程设计 学院： 信息工程学院 班级： 计07-_3班__ 学生姓名： 武宝全 _ 学号： 200710210023 指导教师： 董志学 王晓荣 邢红梅 一、题目 模型计算机系统的设计与实现 二、目的与意义 计算机组成与结构课程设计是“计算机组成与结构”课程的后续设计性课程，通过设计一台模型计算机，使学生更好地理解计算机组成与结构课程的基本内容，掌握计算机设计与实现的基本方法，培养学生实验动手能力和创新意识，为以后进行计算机应用系统的设计与开发奠定基础。 三、要求（包括原始数据、技术参数、设计要求、图纸量、工作量要求等） 设计一个8位模型计算机系统，包括运算器，微程序控制器，存储器,简单输入／输出接口和设备,时序和启停控制等电路。要求学生自己定义一套简单的指令系统，制定系统的设计方案和实现方法，画出所设计的模型机系统的电路原理图。 在计算机组成原理与系统结构实验系统上搭建模型计算机系统，完成微程序控制器的实验调试过程，并用所设计的指令系统编写一个实现简单功能的程序，在搭建的模型机系统上输入、调试和运行程序。最后总结实验结果，完善模型机系统方案和电路图，写出完整的设计报告。 四、工作内容、进度安排 第一部分 模型计算机设计方案的制定 0.5周 第二部分 模型计算机的搭建和微程序控制器的设计 0.5周 第三部分 模型计算机的电路原理图设计 0.5周 第四部分 设计报告的撰写和答辩验收 0.5周 五、主要参考文献 1． 王爱英主编. 计算机组成与结构（第三版）. 北京：清华大学出版社，2000 2． 计算机组成与系统结构实验指导书：自编 3． 计算机组成原理与体系结构使用与实验指导，北京清大数电科教仪器中心 陈捷 编著 审核意见 系（教研室）主任（签字） 指导教师下达时间 年 月 日 指导教师签字：_______________ 摘要 本次课程设计要求设计实现一个简单8位模型计算机系统，包括用可编程器件实现的运算器，微程序控制器，存储器,简单输入／输出接口和设备,时序和启停控制等电路。通过自己定义的一套指令系统，主要实现算术A加B,A+/B运算,逻辑A·B,置B运算，输入指令，输出指令和存储器存数指令。由微程序控制器按照微指令格式给出下地址，并将结果存入存储器。用Protel电路设计软件画出所设计的模型机系统的电路原理图，包括运算器，微程序控制器，存储器、简单输入／输出设备、时序和启停等电路。用可编程器件EPM7123实现运算器，并借助MAXPLUSII软件实现其功能。在QDKJ－CMH－CPLD试验平台上调试并进行验证。 关键字：微程序、控制器、存储器、 引言 通过俩周的组成与结构设计，设计一个8位模型计算机系统，包括用可编程器件实现的运算器，微程序控制器，存储器,简单输入／输出接口和设备,时序和启停控制等电路。设计工作是在之前的验证实验基础之上完成的，通过自己的思维，实现微程序机的一些基本的逻辑运算。根据现有的二进制指令系统，条件为模型计算机系统为8位模型机，运算器为8位运算器，数据总线和地址总线都为8位，输入设备为8位开关，输出设备为8位发光二级管指示灯。在现有的芯片内烧制自行设计的微指令，达到在输入一个数据后自加，减一，实现自行跳转。 在设计完成后，再输入数据04后得出07的结果，并实现跳转。 目录 一、设计目的和任务 2 1、设计目的： 2 2、设计任务： 2 二、设计方案和模型机结构 3 1、运算功能： 3 2、指令系统： 3 3、设计总图 4 3.1模型机的硬件系统简介： 5 3.2、微指令格式表 6 3．3、控制信号引脚定义及说明 6 四．设计过程 7 4.1用微命令输入的机器指令执行： 7 4.2机器指令测试程序编写 8 4.3用微命令表示的机器指令执行流程图 9 五、实验结果记录与分析 10 5.1实验数据输入及微指令集： 10 六、实验中遇到的问题及解决方法 12 6.1.遇到问题 12 2.解决方法 12 七、总结和体会 12 附录A、指令对照表 13 附录B、电路图 14 计算机组成综合设计 一、设计目的和任务 1、设计目的： 计算机组成综合设计是计算机科学与技术专业本科生的一门重要的设计性课程。通过设计一台模型计算机，使学生更好地理解计算机组成