计算机组成原理课程设计

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1、山东英才学院课程设计（论文）设计题目：微程序控制运算器的设计课程名称：计算机组成原理院(系)部：信息工程学院学生姓名：邵帅班级：11科计技本科班专业：计算机科学与技术成绩：指导教师：王若成设计时间：2013年12月山东英才学院教务处制二O一三年十二月微程序控制的运算器的设计摘要本设计详细介绍了在可编程ispLSI1032E系统下，采用层次化设计方法，通过把八位全加器、八位计数器、八位寄存器作为底层电路，以设计八位计算机运算器的设计原理和设计过程，其中ALU为8位的加法器，具有加法和加1功能，两操作

2、数由八位寄存器R0、R1提供，其结果放入R2中，具体何种操作可由微命令任意设定。AbstractThedetaileddesignoftheprogrammableispLSI1032Esystem,theuseofhierarchicaldesignmethod,theeightbitfulladder,eightbitcounter,eightbitregistersastheunderlyingcircuit,thedesignofeightbitcomputingthedesignprin

3、cipleandthedesignprocess,whereALUisa8bitadder,additiveandplus1function,thetwooperandisprovidedbytheeightbitregistersR0,R1,andtheresultsinR2,whichcanbesetarbitrarilybymicrooperationcommand.目录一、设计任务与要求11、运算器的结构12、微程序控制器13、微指令格式24、编写微指令25、调试步骤2二、设计方案与论证3

4、1、确定总体结构32、寄存器设置33、微程序计数器的设置34、加法器设置3三、逻辑设计41、微程序计数器的设计42、八位寄存器的设计63、加法器的设计7四、设计过程与步骤81、创建新项目82、选择虚拟器件83、设计原理图输入84、源文件编译95、设计项目适配106、编程下载107、在实验箱上进行逻辑验证11五、所遇到的问题及解决办法11六、结论与心得11七、参考文献13八、教师评语14九、附录15附录一：微程序控制的运算器设计原理图15附录二：本课程设计软硬件平台介绍18一、设计任务与要求设某计算

5、机运算器，其中ALU为8位的加法器，具有加法和加1功能，两操作数由八位寄存器R0、R1提供，其结果放入R2中，具体何种操作可由微命令任意设定。1、运算器的结构运算器的结构,如图1所示。图1.运算器的结构图2、微程序控制器微程序控制器的结构图，如图2所示。图2.微程序控制器框图19当模式开关置于统调时，控制存储器ROM2#、ROM1#、IR15-8、IR7-0、L15-8、L7-0、CPIR、A0～A7均连入1032E系统中。其中，自行设计的微程序计数PC向控制存储器提供8位微地址，在控存读信号的作

6、用下，读出一条长16位的微指令代码，并在打入命令CPIR的作用下，送入IR15-8、IR7-0。L15-8、L7-0用于显示微指令寄存器IR15-8、IR7-0的内容。每当按一次脉冲键便产生一个负脉冲，该脉冲的作用是：1.作为读控存的命令。2.负脉冲当作CPIR将读出的微指令打入微指令寄存器IR。3.负脉冲的上升沿使PC＋1形成下一条微指令的地址。4.负脉冲反相后的上升沿作为寄存器打入脉冲。3、微指令格式微指令格式，如图3所示。图3.微指令格式字段分配：mIR15-mIR8：定义为8位操作数；mI

7、R7：为1，C0=1；为0C0=0；mIR6：为1，产生CPR0；mIR5：为1，产生CPR1；mIR4：为1，产生CPR2；4、编写微指令实验要求：用二进制代码写出下面3条指令的微程序:例如55+AA®R2执行过程55®R0AA®R1R0+R1®R2结束。0101010101000000101010100010000000000000000100005、调试步骤19首先，将模式开关置于统调，涉及运算器和uPC逻辑线路并下载至1032E中；再将模式开关置于分调，键入微指令十六进制代码至空存ROM2

8、#、ROM1#中，微指令从0号单元开始存放。然后，将模式开关置于统调，按一次RET2键将uPC置零，每按一次脉冲键读出一条微指令。当微程序执行完时检查并记录结果。二、设计方案与论证1、确定总体结构程序设计的总体结构，如图4所示。图4.系统的总体结构2、寄存器设置R0、R1、R2为8位的通用寄存器；R0、R1R2为不带复位的寄存器。系统中R0、R1为通用寄存器，可存放源操作数、R2为通用寄存器，可存放中间结果或最终结果；每个寄存器均由8个D触发器构成。3、微程序计数器的设置uPC采用