计算机组成原理课程设计要求.docx

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1、计算机组成原理课程设计1. 设计题目一台模型计算机的设计(与调试)2. 具体内容: (1). 数据格式 (2). 指令系统 (3). 数据通路 (4). 时序系统 (5). 微指令格式 (6). 微程序控制器 (7). 微程序流程图 (8). 微程序代码表3. 设计方法(1)数据格式 字长：如 8位格式：如 定点数，可以是定点整数或定点小数。76 0符号数 据其中: 第7位为符号位，数值表示范围是：定点小数：-1X1。定点整数：-128 X127。(2)指令系统指令的类型： 按功能分可以有：算术逻辑运算、数据存取（访存）、程序控制、输入输出 按存取方式可以分：RR型、RS型 指令的格式 指令长

2、度：单字节、双字节 操作码格式：如固定长度 (4位) 操作数的位数：包括 源寄存器Rs和目的寄存器Rd的表示 数据字节的含义：地址和数据的表示指令编码： 如果按固定操作码4位长度进行设计，则模型机可设计共十六条指令具体编码如下： 算术逻辑运算指令 可设计9条算术逻辑运算类指令并用单字节表示，寻址方式采用寄存器寻址，指令为RR型，其格式如下：7 43 21 0OP-CODERsRd其中：OP-CODE为操作码Rs为源寄存器Rd为目的寄存器要合理设计9条算术逻辑指令的名称、功能和具体编码。 访内指令及转移指令 2条访问指令：存数(STA)、取数(LDA) 2条转移指令：无条件转移(JMP)、结果为

3、零或有进位转移指令(BZC) 指令格式为：7 65 43 21 00 0MOP-CODERd/RsD其中：D为位移量(正负均可)，M为寻址方式，其定义如下：寻址方式有效地址说明00011011E=DE=(D)E=(R2)+DE=(PC)+D直接寻址间接寻址R2变址寻址相对寻址 输入输出指令格式如下： 7 43 21 0OP-CODEaddr Rd其中，addr=01 时，选中“INPUT DEVICE”中的开关组作为入设备，addr=10时，选中“OUTPUT DEVICE”中的发光二极管或七段LED数码块作为输出设备。 停机指令格式如下： 7 43 21 0OP-CODE0 00 0这类指令

4、只有一条，即停机指令HALT 注1： 供参考的指令系统之一序号汇编指令机器代码格式功能说明1CLR Rd0111 00 Rd0Rd2MOV Rs,Rd1000 Rs RdRsRd 3ADC Rs,Rd1001 Rs RdRs+Rd+CyRd 4ABC Rs,Rd1010 Rs RdRs-Rd-CyRd 5INC Rd1011 Rs RdRd+1Rd6AND Rs,Rd1100 Rs RdRsRdRd7COM Rd1101 00 Rd/RdRd 8DEC Rd1110 00 RdRd-1Rd9OR Rs,Rd1111 00 RdRsRdRd 10LDA M,D,Rd00 M 00 Rd , DE

5、 Rd11STA M,D,Rd00 M 01 Rd , DRd E12JMP M,D00 M 10 00 , DEPC13BZC M,D00 M 11 00 , D 当Cy=1或Z=1时，EPC14IN addr,Rd0100 10 Rd(Addr)Rd15OUT addr,Rd0101 00 RdRd(Addr)16HALT0110 00 00停机注2： 供参考的指令系统之二序号汇编指令机器代码格式功能说明1CLR Rd0111 00 Rd0Rd2MOV Rd,Rs1000 Rs RdRsRd 3ADC Rd,Rs1001 Rs RdRs+Rd+CyRd4ABC Rd,Rs1010 Rs R

6、dRs-Rd-CyRd 5INC Rd1011 Rs RdRd+1Rd6AND Rd,Rs1100 Rs RdRsRdRd 7COM Rd1101 00 Rd-RdRd8RRC Rd,Rs1110 00 RdRs带进位右移一位Rd9RLC Rd,Rs1111 00 RdRs带进位左移一位Rd10LDA M,D,Rd00 M 00 Rd , DERd 11STA M,D,Rd00 M 01 Rd , DRdE12JMP M,D00 M 10 00 , DEPC13BZC M,D00 M 11 00 , D当Cy=1或Z=1时，EPC14IN addr,Rd0100 10 Rd(Addr)Rd15

7、OUT addr,Rd0101 00 RdRd(Addr)16HALT0110 00 00停机(3)供参考的数据通路框图之一注意：设计者必须画出详细的具体原理图，包括芯片型号和具体电路(3)供参考数据通路框图之二注意；设计者必须画出详细的具体原理图，包括芯片型号和具体电路(4) 供参考的时序系统图注意：设计者必须画出详细的具体原理图，包括芯片型号和具体电路相应的时序波形图相应的起停控制电路图注意：设计者必须画出详细的具体原理图，包括芯片型号和具体电路(5) 供参考的微指令格式 (6) 供参考的微程序控制器框图注意：设计者必须画出详细的具体原理图，包括芯片型号和具体电路供参考的地址转移逻辑图之一 按操作码实现的16路转移(7) 供参考的微程序流程图之一 供参考的微程序流程图之二(8) 供参考的微程序代码表注意事项：设计的模型机的验收方法在Proteus环境中仿真，或者在实验箱上运行通过；(1)指令数不少于8条,尽可能具备多种类型和多种格式；(2)所有图形一律用铅笔按标准用工具手工绘制；(3)设计报告除具体内容的八项外，还应包括各环节的设计说明和体会(一律用手工书写)；(4)设计报告用统一的实验报告本上交指导老师。