计算机组成原理基本模型机设计与实现.doc

PAGE \* MERGEFORMAT13 课 程 设 计 课程名称： 计算机组成原理 设计题目： 基本模型机设计与实现 学 院： 信息工程与自动化 专 业： 计算机科学与技术 年 级： 学生姓名： 指导教师： 王海瑞 日 期： 教 务 处 制 课 程 设 计 任 务 书 信息工程与自动化 学院 计算机 专业 年级 学生姓名： 课程设计题目： 基本模型机设计与实现  课程设计主要内容： 利用所学过的理论知识，特别是微程序设计的思想，写出要设计的指令系统的微程序。将所设计的微程序在计算机组成原理教学实验系统环境中进行测试，并给出测试思路和具体程序段。最后撰写出符合要求的课程设计报告。 首先要确定所设计计算机的功能和用途，设计中根据功能和用途确定指令系统，数据的表示格式，位数，指令的编码，类型，需要设计那些指令和寻址方式。确定相对应指令所包含的微操作以及总体结构设计之间的数据通路结构，在此基础上，就可以拟出各种信息传输路径，以及实现这些传输所需要的微指令。 设 计 指 导 教 师 （签字）： 教学基层组织负责人（签字）： 年 月 日 目　录 一、基本模型机的设计………………………………………… 4 1、 程序设计目的 ………………………………………… 4 2、 程序设计基本原理……………………………………… 4 （1）实验模型机结构 ………………………………… 4 （2）机器指令的结构和功能 …………………………… 6 （3）微指令格式 …………………………………… 7 二、微程序设计 …………………………………………… 8 1.微程序流程图…………………………………………… 8 2.二进制代码表…………………………………………… 10 3.线路连接图 …………………………………………… 11 4.微指令代 ……………………………………………… 12 三、总结体会……………………………………………… 13 四、参考文献……………………………………………… 14 一、基本模型机的设计 1、 程序设计目的 （1）在掌握部件单元电路实验的基础上，进一步将其组成系统构造一台基本模型计算机。 （2）使用简单模型机和复杂模型机的部分机器指令，并编写相应的微程序，具体上机调试掌握整机概念。 （3）掌握微程序控制器的组成原理。 （4）掌握微程序的编写、写入，观察微程序的运行。 （5）通过课程设计，使学生将掌握的计算机组成基本理论应用于实践中，在实际操作中加深对计算机各部件的组成和工作原理的理解，掌握微程序计算机中指令和微指令的编码方法，深入理解机器指令在计算机中的运行过程。 2、 程序设计基本原理 （1）实验模型机结构 [1] 运算器单元（ALU UINT） 运算器单元由以下部分构成：两片74LS181构成了并－串型8位ALU；两个8位寄存器DR1和DR2为暂存工作寄存器，保存参数或中间运算结果。ALU的S0～S3为运算控制端，Cn为最低进位输入，M为状态控制端。ALU的输出通过三态门74LS245连到数据总线上，由ALU-B控制该三态门。 [2] 寄存器堆单元（REG UNIT） 该部分由3片8位寄存器R0、R1、R2组成，它们用来保存操作数用中间运算结构等。三个寄存器的输入输出均以连入数据总线，由LDRi和RS-B根据机器指令进行选通。 [3] 指令寄存器单元（INS UNIT） 指令寄存器单元中指令寄存器（IR）构成模型机时用它作为指令译码电路的输入，实现程序的跳转，由LDIR控制其选通。 [4] 时序电路单元（STATE UNIT） 用于输出连续或单个方波信号，来控制机器的运行。 [5] 微控器电路单元（MICRO－CONTRO