计算机组成员里课设求5个数正数平方和【参考】.doc

计算机组成原理 课程设计说明书 设计一台嵌入式CISC模型计算机 学 院： 计算机科学与工程学院 专 业： 学 号：1103601XX 姓 名：分数良级 指导老师：陈智勇老师 2014年1月6日 绪论 - 2 - 需求分析 - 3 - 1.1设计要求 - 3 - 1.2课程设计完成的内容 - 3 - 2、构图思想 - 4 - 2.1 完成系统的总体设计 - 4 - - 4 - 2.1.2 操作控制器的逻辑框图 - 5 - 2.2 模型机的指令系统和所有指令的格式 - 5 - 2.2.1汇编指令 - 5 - 2.2.2 指令系统 - 6 - 2.2.3 汇编指令转换机器代码 - 9 - 2.3指令 - 9 - 2.3.1 微程序流程图 - 9 - 2.3.2 微指令设置 - 11 - 2.3.3设计地址转移逻辑电路 - 12 - 2.3.4设计时序产生器电路 - 12 - 3、器件的生成 - 13 - - 13 - 3.2 MMM - 14 - 3.3 CONTROM 控制寄存器 - 15 - 3.4 MCOMMAND 微命令寄存器 - 17 - 3.5 F1 F2 F3 - 19 - 3.6 ALU算数逻辑单元 - 22 - 3.7 LS74 状态条件寄存器 - 24 - 3.8 LS273 - 24 - 3.9 FEN2 - 25 - 3.10 MUX3 - 26 - 3.11 MUX5 5选1数据选择器 - 27 - 3.12 PC 程序计数器 - 28 - 3.13 ROM16 ROM芯片 - 29 - 3.14 COUNTER时序产生器 - 30 - 3.15 TOP图 - 31 - 4、测试仿真图 - 32 - 4.1仿真测试 - 32 - 4.2最后的结果 - 33 - 4.3差错分析 - 34 - 5、心得体会 - 35 - 参考资料 - 36 - 绪论 需求分析 1.1设计要求 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源程序进行验证，机器语言源程序功能如下： B类 ： 　　 输入5个有符号整数（8位二进制补码表示），求所有正数的平方和并输出显示。 说明： 1）5个有符号数从外部输入； 2）一定要使用符号标志位（比如说SF），并且要使用为负的时候转移（比如JS）或不为负的时候转移（比如JNS）指令； 3）采用单数据总线结构的运算器。 1.2课程设计完成的内容 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VHDL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、构图思想 2.1 完成系统的总体设计 图2.2.1 图2.1.2 2.2 模型机的指令系统和所有指令的格式 2.2.1汇编指令 部件实验过程中，各部件单元的控制信号是人为模拟产生的，而本次实验将能在微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