计算机组成原理课设论文

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1、~计算机组成原理课程设计题目：计算机原理课程设计学院：计算机科学与工程学院专业：计算机科学与技术姓名：孤狼学号：1100310315指导教师：2014年03月20日··~目录一.课程设计选题和完成内容2二、系统的总体设计22.1嵌入式CISC模型机的数据通路框图22.2系统的操作控制器的逻辑框图22.3模型机的指令格式32.4编写汇编源程序52.5最终机器码……………………………………………………………………..........................5三、时序产生器………………………………………

2、…………………………………………………5四、微程序控制器的设计64.1设计微指令流程图64.2设计微指令格式和微指令代码表84.3设计地址转移逻辑电路10五、单元电路设计105.1模型机顶层电路设计…………………………………………………………………...…….115.2模型机crom单元电路设计……………………………………………………………..…….12六、设计过程所遇到的问题及解决记录136.1JNS无法完成循环跳转……………………………………………………………………..136.2STO（STOR2(R

3、0)）存储位置每次都为00H…………………………………………..13七、测试及结果分析错误!未定义书签。八、心得体会总结16九、附录16各个单元的电路设计或VHDL源文件··~一.课程设计选题和完成内容选题：本设计选择题目为A类第一题题目：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”）：●输入包含5个整数（有符号数）的数组M，输出所有负数的平方和。（非卓越班）●输入包含5个整数（有符号数）的数

4、组M，输出最大负数的绝对值。（非卓越班）●输入包含10个整数（无符号数）的数组M，输出众数（出现次数最多的数）及其出现的次数。（卓越班）●输入包含10个整数（无符号数）的数组M，输出中位数。（卓越班）说明：A类题目的嵌入式模型计算机内必须设计和使用RAM存储器读写数据，相应地需要设计对RAM存储器数据的读写指令，以及对RAM中数组操作必须的寄存器间接寻址方式等。B类（最高成绩为“良”）：●输入5个整数（有符号数），输出所有负数的平方和。（非卓越班）●输入5个整数（有符号数），输出最大负数的绝对值。（非卓越

5、班）●输入5个整数（有符号数），输出它们的平均值，以及小于此平均值的数的个数。（卓越班）要完成的内容：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7.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）8.对模型机中控制器单元；设计模型机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。9.由给出的题目和设计的指

6、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。）··~二、系统的总体设计2.1嵌入式CISC模型机的数据通路框图图2-12.2系统的操作控制器的逻辑框图··~2.3模型机的指令格式这里，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

7、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。此模型的系统共设计了共有10条指令，分别为：IN，MOV，LAD，STO，INC，JNS,ADD，MUL，OUT，TEST。2.3.1具体指令格式如下：微地址助记符号指令格式指令功能15--121110987-----0000001MOVRd,im0001xxRdim立即数im→Rd000010INTRd0010xxRdxx将输入数据存到Rd寄存器000011STORs,(Rd)0011RsRdxx(Rs)--->((Rd))将Rs的内容

8、存到Rd地址中000100INCRd0100xxRdxx(Rd)+1→Rd锁存SF和ZF000101DECRd0101xxRdxx(Rd)-1→Rd锁存SF和ZF000110TESTRd0110xxRdxx测试(Rd)是否为负，锁存SF000111JNSaddr0111xxxxaddr若不为负数，则addr→PC001000LAD(Rs)，Rd1000RsRdxx((Rs))--->Rd将Rs地址的内容读到Rd001001MU