计算机原理课程设计2013(6、8专业)new.ppt

计算机原理课程设计时间安排 计算机原理课程设计 1、课程设计的题目 2、课程设计完成的内容 3、课程设计的基本要求 4、课程设计的具体步骤 5、考核方式 6、典型VHDL程序分析 7、注意事项 1、课程设计的题目 题目：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： 　　A类（最高成绩为“优”） 　　1、连续输入5个有符号整数（8位二进制补码表示）存入RAM的连续存储区域，再从RAM中依次读出这5个数，求所有正数的平方和并输出显示。 　　2、连续输入5个有符号整数（8位二进制补码表示）存入RAM的连续存储区域，再从RAM中依次读出这5个数，求最大负数的绝对值并输出显示。 　　B类（最高成绩为“良”） 　　1、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。 　　2、输入5个有符号整数（8位二进制补码表示），求最大负数的绝对值并输出显示。 1、课程设计的题目 说明： ①5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。 ★（范例）求1到任意一个整数N之间的所有奇数之和并输出显示，和为单字长 说明：N从开关输入，和从数码管输出，然后输出显示停止。 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）。 2、课程设计完成的内容 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。） 11.器件编程，并在EDA实验平台上进行操作演示。 3、课程设计的基本要求 该课程设计作为一门独立的课程，要求学生掌握CISC模型机的组成和工作原理（CISC模型机可以是任何计算机组成原理教材上的结构图），学会Altera MAX+plus Ⅱ或Quartus Ⅱ EDA软件的使用，能用EDA软件设计一个能完成一定功能的模型计算机，并通过功能仿真和在EDA实验平台上运行一个程序来验证模型机设计的正确性。 4、课程设计的具体步骤（1） 一、完成系统的总体设计 4、课程设计的具体步骤（1） 一、完成系统的总体设计（续） 4、课程设计的具体步骤（2） 二、设计控制器的逻辑结构框图 4、课程设计的具体步骤（3） 三、设计机器指令格式和指令系统 4、课程设计的具体步骤（4） 四、设计时序产生器电路 4、课程设计的具体步骤（5） 五、设计微程序流程图 4、课程设计的具体步骤（5） 五、设计微程序流程图（续） 4、课程设计的具体步骤（6） 六、设计操作控制器单元（即微程序控制器） 4、课程设计的具体步骤（6） 六、设计操作控制器单元（续） 4、课程设计的具体步骤（6） 4、课程设计的具体步骤（6） 范例设计时的微指令列表 4、课程设计的具体步骤（6） （2）设计地址转移逻辑电路 地址转移逻辑电路是根据微程序流程图中的棱形框部分及多个分支微地址，利用微地址寄存器的异步置“1”端，实现微地址的多路转移。 由于微地址寄存器中的触发器异步置“1”端低电平有效，与μA4～μA0对应的异步置“1”控制信号SE5～SE1的逻辑表达式为：（μA5的异步置“1”端SE6实际未使用） 4、课程设计的具体步骤（7） 七、设计单元电路 4、课程设计的具体步骤（7） 4、课程设计的具体步骤（8） 4、课程设计的具体步骤（9） 4、课程设计的具体步骤（10） 课程设计的具体步骤（11） 5、考核方式（1） 5