《计算机组成原理课程设计设计一个微程序控制器.docVIP

第一章 设计概述 1.1课程设计的目的 本课程设计的教学目是在掌握计算机系统的组成及内部工作机制,理解计算机各功能部件工作原理的基础上,深入掌握数据信息流和控制信息流的流动过程,进一步加深计算机系统各模块间相互关系的认识和整机的概念,培养开发和调试计算机的技能,在设计实践中提高应用所学专业知识分析问题和解决问题的能力。 1.2设计任务和基本要求 本课程设计以TDN-CM++计算机组成原理教学实验系统为平台设计完成。 按给定的数据格式和指令系统,设计一个微程序控制器。 设计给定机器指令系统以及微程序流程图,按微指令格式写出微程序的为指令代码。 连接逻辑电路完成启动,测试,编程,测试,效验和运行,并观测运行过程及结果。 将微程序控制器模块与运算器模块,存储器模块联机,组成一台模型计算机。 用微程序控制器控制模型机的数据通路。 通过在模型机上运行由机器指令组成的简单程序,掌握机器指令与微指令的关系,建立计算机整机的概念,掌握计算机的控制机制。 按指定的应用项目进行汇编指令格式及功能设计,并设计相应的机器指令代码,按照模型机数据通路设计实现机器指令功能的微程序.在PC机上编辑机器指令和微程序,装载代码到TDN-CM++实验系统并运行,实现应用要求。 第二章 规定项目的验证实现 2.1规定项目任务和要求： 任务：从输入设备输入一个数与内存中地址为0AH存放的数字1相加结果送地址为0BH单元中。并能从内存中取出到外围设备显示之。 要求：通过此验证实验来学会数据通路电路图的连接、机器指令的设计、微指令设计中相关字段的作用、微程序流程图的设计以及能熟练掌握用微程序控制数据通路来实现机器指令的功能，为以后的实验设计做好准备。 2.2规定项目实现原理： （1）在本设计中，数据通路的控制将由微程序控制器来完成。计算机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。 （2）本设计采用五条机器指令：IN、ADD、STA、OUT、JMP；其相应的机器指令和汇编程序如下： 地址(二进制) 内容(二进制) 助记符 注释 0000 0000 0000 0000 IN R0； “input”— R0 0000 0001 0001 0000 ADD [0AH], R0 R0 +[0AH]— R0 0000 0010 0000 1010 0000 0011 0010 0000 STA R0 , [0BH] R0—[0BH] 0000 0100 0000 1011 0000 0101 0011 0000 OUT [0BH] ； [0BH]-?LED 0000 0110 0000 1011 0000 0111 0100 0000 JMP 00H 00H-?PC 0000 1000 0000 0000 0000 1001 0000 1010 0000 0001 0000 1011 2.3规定项目实现过程： （1）连接线路： 按图1链接实验线路。最后保证实验中的各个原件及数据线路如图2所示。 图1 接 线 图 （2）读懂项目给出的程序 按照规定格式，机器指令及微指令二进制代码表已编辑成十六进制文件。本项目的程序如下： 程序 机器指令格式说明 $P0000 $P060D $PXX XX $P0110 $P0740 机器指令代码 $P020A $P0800 $P0320 $P0A01 十六进制地址 $P0530 微程序 微指令格