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控制器简单设计报告+代码+仿真--第1页
控制器的设计
一、实验课题
实验要求：
按照题目要求设计计算机控制器的基本逻辑（不包括微操作信号产生电路），决定外部的端口（名称、有效电平）和内
部各元件的连接，画出系统框图和逻辑图，设计仿真数据，用VHDL编程和仿真。
主要元件设计：
用层次结构设计的方法设计控制器的指令部件
功能要求：
具有控制器的部分基本功能，能够控制取指令操作、控制访存取数据操作、控制访存存数据操作、指令译码，等。
取指令机器周期：把程序计数器的内容送到地址总线，延迟一段时间后把从存储器中读出的指令（通过数据总线读入），
送到指令寄存器；每取一个指令字程序计数器加1。
取数据机器周期：把地址寄存器的内容送到地址总线，延迟一段时间后把从存储器中读出的数据（通过数据总线）送
到数据寄存器。
存数据机器周期：把地址寄存器的内容送到地址总线，把数据寄存器中的数据送到数据总线，延迟一段时间后结束。
指令译码：假设操作码在指令字的最高3位。
二、逻辑设计
写该实验的逻辑设计，包括：顶层系统框图，下层各主要元件的系统框图。顶层和下层各主要元件的端口（引脚）描
述：端口名称、功能、有效电平、位数等。逻辑图，必须在图中清楚地标出每个内部连接线的Signal（与VHDL程序
中的Signal一致）。根据所用的描述方式，可能还需要有：真值表/功能表/逻辑函数等。
层次设计控制器系统框图：
CS0CS1CS2CS3W0W1W2W3R0R1R2R3B7…B0
CLK控制器
RstINCMA7…A0D7…D0Y7…Y0I4…I0
CLK是时钟信号，上升沿有效。
CS0CS1CS2CS3分别是程序计数器、地址寄存器、数据寄存器、指令寄存器的片选信号
Rst是清零信号，INC是程序计数器加1信号，M是数据寄存器输入输出端选择信号。
W0、W1、W2、W3，R0、R1、R2、R3分别是程序计数器、地址寄存器、数据寄存器、指令寄存器的读写信号
A7…A0是外部地址总线，D7…D0是外部数据总线，B7…B0内部数据总线
I4…I0是指令的地址码部分
控制器简单设计报告+代码+仿真--第1页
控制器简单设计报告+代码+仿真--第2页
Y7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y0
Y7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y0
指令译码器
A2A1A0
I4
…
…
I0
q7q6q5q4…q0
IR_8
d7…d0wrclkcs
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