计算机组成与体系结构培训课程设计方案14497.docx
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1、目录(一)课设设任务概述述21.1课设设目的21.2 课课设任务22(二)课设设内容32.1指令令的执行流流程32.2存储储器62.3设计计计算机运运算器72.4计算算机的硬件件系统8(三)个人人总结100(四)参考考文献100(五)致谢谢11(一)课设设任务概述述1.1课设设目的通过课设,掌掌握计算机机系统软硬硬件维护的的方法,并并能利用所所学知识,完完成课设内内容。1.2 课课设任务(1)参考考给出的或或者课本上上的计算机机的硬件(应应有中断功功能)组成成,写出完完成下面给给定的指令令格式的指指令的执行行流程;(2)某机机器中,已已知配有一一个地址空空间为00000H-3FFFFH的ROO
2、M区域。现现在再用一一个RAMM芯片(88K*8)形形成40KK*16位位的RAMM区域,起起始地址为为60000H。假设设RAM芯芯片有CSS和WE信信号控制端端。CPUU的地址总总线为A115-A00,数据总总线为D115-DD0,控制制信号为RR/W(读读/写),MMREQ(访访存),要要求:(1)画出出主存地址址框图。(2)画出出组成连接接框图。(3)设计计计算机运运算器(包包括逻辑框框图与指令令系统,以以及各指令令的微程序序流程图)(4)了解解计算机的的硬件系统统。就计算算机的某些些硬件组成成部分,说说明对其认认识。(5)简单单的类MIIPS多周周期流水线线处理器的的实现实验验。(二
3、)课设设内容2.1指令令的执行流程程2.1.11参考给出出的或者课课本上的计计算机的硬硬件(应有有中断功能能)组成,写写出完成下下面给定的的指令格式式的指令的的执行流程程;(1)寄存存器内容完完成“异或”运算“异或” 指令的指指令格式DDR:目标标寄存器 SR:源寄存器器操作码 DRR SRPC-ARXRL DR,SRM-DRDR-IR译码DR-YSR-XXY-DR(2)把一一个内存单单元中的内内容读到所所选择的一一个累加器器中。操作码DRR SR(3) OUT adddr 00111 00000 adddr BUSABUS-I/O译码启动PC-AR-ABUSDBUS-DR-IRPC+1-PC
4、IR-DR-AR-ABUS2.2存储储器某机器中,已已知配有一一个地址空空间为00000H-3FFFFH的ROOM区域。现现在再用一一个RAMM芯片(88K8)形成400K166位的RAAM区域,起起始地址为为60000H,假定定RAM芯芯片有和信号控制制端。CPPU的地址址总线为AA15-A0,数据总总线为D115-D0,控制信信号为R/(读/写写), (访存),要要求:(1) 画画出地址译译码方案。(2) 将将ROM与与RAM同同CPU连连接。依题意,主主存地址空空间分布如如右图所示示,可选用用2片(116K88位)的EEPROMM作为ROOM区;110片的88K8位位RAM片片组成400
5、K166位的RAAM区。(16K8位)的的EPROOM需144位片内地地址,而(8K88)RAMM需13位位片内地址址,故可用用A15-A13三三位高地址址经译码产产生片选信信号,方案案如下:2.3设计计计算机运运算器指令助记符符位23222120191817161514131211109876543210指令码(十六进制制)信号S3S2S1S0CnMX1X0OICLCPSCGOTLPOBGIP+1DRMLDWCRCRR读WR写有效电平*011*000001000001取指微指令令000000001000101101101010008B66AADDA0000000010000010110011
6、100082BBE110001111010100111001101C7A9CCD000000001000101001101011008A66ASUBA,B0000000010000010110011100082BBE0110111110101100110011016FACCCD000000001000101001101011008A66A(1)ADDD指令执执行流程:(1)取指指PC-AAR 将将PC内容容传给ARRAR-MM 找找到对应内内存地址M-DRR 进进入缓冲寄寄存器PC+I-PC PC内容容加I形成成下条指令令地址,II为指令长长度DR-IIR 传送入指指令寄存器器(2)执行行A-
7、Y 将AA中的数据据传送到寄寄存器Y中中addr+Y-ZZ addrr中数据与与Y 中数数据加载至至ALU做做加法,结结果暂存于于Z中Z-A 将暂存存器Z的内内容传送到到A中(2)SUUB指令执执行流程:(1)取指指PC-AAR 将将PC内容容传给ARRAR-MM 找找到对应内内存地址M-DRR 进进入缓冲寄寄存器PC+I-PC PC内容容加I形成成下条指令令地址,II为指令长长度DR-IIR 传送入指指令寄存器器(2)执行行IR-AAR 将指令寄寄存器中的的内容送入入地址寄存存器AR-MM 找找到对应内内存地址M-DRR 进进入缓冲寄寄存器DR-AAR 将将缓冲寄存存器中的内内容送入地地址寄
8、存器器AR-MM 找找到对应内内存地址M-DRR 进进入缓冲寄寄存器R0-YY 将R0的的内容送入入暂存器YY中Y-DR-Z 暂暂存器Y的的值减去缓缓冲寄存器器的值后存存入Z暂存存器Z-R00 将Z中的的内容送入入R0中2.4计算算机的硬件件系统了解计算机机的硬件系系统。就计计算机的某某些硬件组组成部分,说说明对其认认识。构成成计算机的的硬件系统统通常有“五五大件”组组成:输入入设备、输输出设备、存储器、运算器和控制器。计算机的输输入输出(II/O)设设备是计算算机从外部部世界接收收信息并反反馈结果的的手段,统统称为I/O设备或或外围设备备。各种人人机交互操操作,程序序和数据输输入,计算算结果
9、或中中间结果的的输出,被被控对象的的检测和控控制等,都都必须通过过外围设备备才能实现现。(1) 输入设备输入设备用用于原始数数据和程序序的输入,能能将人们熟熟悉的信息息形式变换换成计算机机能接受的的并识别的的人二进制制信息形式式。理想的计算算机输入设设备应该是是“会看”和“会听”的,即能能把人们用用文字或语语言所表达达的问题直直接送到计计算机内部部进行处理理。目前常常用的输入入设备是键键盘,鼠标标器,扫描描仪等,以以及用文字字识别,图图像识别,语语音识别的的设备。(2) 输出设备输出设备将将计算机输输出的处理理结果信息息,转换成成人类或其其他设备能能够接受和和识别的信信息形式(如如字符,文文字
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