计算机组成原理内存扩充与CPU连接.doc

广东工业大学 华立学院 本科课程设计本科课程设计 计算机组成原理计算机组成原理 课题名称课题名称 计算机组成原理计算机组成原理 题目名称题目名称 内存扩充与内存扩充与 CPUCPU 连接连接 学生系别学生系别 计算机科学与技术计算机科学与技术 专业班级专业班级 0909 计算机计算机 2 2 班班 学学 号号 1101090206011010902060 学生姓名学生姓名 张达林张达林 指导教师指导教师 雷渭侣雷渭侣 20112011 年年 1212 月月 2626 日日 目录目录 1 1 引言引言 1 1 1.1 设计目的1 1 1.2 设计要求1 1 1.3 设计任务1 1 2 2 内存扩充与内存扩充与 CPUCPU 连接连接 1 1 2.1 设计方法与原理1 1 2.2 数据和图表处理2 2 3 3 结论结论2 2 参考文献参考文献2 2 附录附录4 4 1 1 引言引言 1.11.1 设计目的设计目的 “计算机组成原理”是计算机类各专业学生必修核心课程之一，它主要讨论计算机 各大部件的基本组成原理，各大部件互连构成整机系统的技术。在学生系统完成各部 件原理的学习以后，有必要根据要求把各部件组织起来，成为计算机内部的一个大的 部件，以至整机硬件或构成计算机的主机。从而加深学生对计算机的整体认识。 1.21.2 设计要求设计要求 内存扩充与 CPU 连接现有如下存储芯片：2KX1 的 ROM，4KX1 的 RAM，8KX1 的 ROM。 若用它们组成容量为 16KB 的存储器，前 4KB 为 ROM，后 12KB 为 RAM。构 成的容量为 16KB 的存储器接到 8086 CPU 芯片。8086 是一个 16 位数据总线和 20 位地址总线的芯片。 1.31.3 设计任务设计任务 设计任务：只进行硬件设计，不进行软件设计，主要设计任务如下： （1）计算出各种存储芯片各用多少片？若给出的芯片没有用上，要做出说明。 （2）正确选择译码器与门电路，并正确地与 CPU 连接，相应地画出逻辑结构图和 组成框图。 说明：图中凡与芯片直接连接的地址总线和数据总线均用粗黑线画，其他线用细线画。 （3）分析一下组成的存储器有无地址重叠的现象。若有，是何原因。 （4）说明逻辑结构图中各部件的功能。 2 2 内存扩充与内存扩充与 CPUCPU 连接连接 （1）由于课程设计的要求，要组成容量为 16KB 的存储器，前 4KB 为 ROM，后 12KB 为 RAM，根据所给的芯片，计算得出一共要用 2 个 2KX1 的 ROM 和 3 个 4KX1 的 RAM。不 需要用到 8KX1 的 ROM，因为它已经超出了 ROM 大小的需求。 （2）逻辑结构图和组成框图如附录 1 所示，是由 8086CPU，存储单元和 2:4 译码器 三大部分组成，其中还包括有数据选择器与多条数据总线和地址总线等。 （3）组成的存储器是存在地址重叠的现象；地址重叠的使用，是为了节省地址存 储空间，提高寻址速度。但因为采用了不同的操作指令及控制信号的选择，所以不会 发生混乱。 （4）逻辑结构图中有 8086 CPU，存储单元和 2:4 译码器等三大部件。功能如下: 8086 CPU 的内部结构从功能可分成总线接口单元和执行单元两部分；其中总线接口 单元负责管理 8086 与系统总线的接口，负责 CPU 对存储器和外设进行访问；而执行 单元则负责指令的译码、执行和数据的运算。 存储单元的功能则是用来短暂存放程序和数据。CPU 将需要运算的数据调到存储 单元中进行运算，当运算完成后 CPU 再将结果传送出来。 2：4 译码器有 2 个输入端和 4 个输出端，将输入的每个二进制代码翻译成相应的 输出信号。在译码的过程中，任何时刻只有一个输出端为有效电平，且其余输出端都 为相反的电平。 3 3 结论结论 本次课程设计流程是先对整个项目进行系统分析；然后对项目进行硬件设计，按 所给出的 8086 CPU，2KX1 的 ROM，4KX1 的 RAM，译码器与门电路，把各部件组织起来 成功实现内存扩充与 CPU 连接。 在设计的过程中发现整个系统原理非常复杂，参考了不少资料，花了很多时间才 把系统完成。设计出的系统基本具备需要的所有功能，实验证明硬件连接也没有出错。 参考文献参考文献 1. 崔燕晶. Premiere Pro完全征服手册.北京：中国青年出版社，2004. 2. 王爱英，计算机组成与结构（第2版） ，北京：清华大学出版社，1995 3. 蒋本珊，计算机组成原理（第2版） ，北京：清华大学出版社，2008 4. 唐朔飞，计算机组成原理，北京：高等教育出版社，2000 心 得 体 会 由于这个学期才开始接触计算机组成原理，在设计的过程中，我遇到了不少 的问题，发现原来设计出一个规范的课程设计很有学问的。经过老师的指导、同 学们的帮助和对之前学过的课文，才设计出一个比较合理的课程设计。此外，我 对计算机开发有了更深的体会，掌握和明白了不少计算机的组成和原理，并成功 的解决了问题。 通过这次课程设计，我学到了很多，得到了很多，不仅充分的将在书本中学 到的知识运用到解决实际问题上，而且加强了自己的动手能力。我会总结出这次 课程设计的所有的成功以及失败的经验和心得，并希望老师能够批评指出存在的 错误之处，期待有更多的机会让我实践理论知识。总的来说，这次计算机组成原 理课程设计确实学到很多，不仅锻炼了我遇到问题解决问题的勇气和能力，还练 就了遇到挫折不达目的不罢休的韧性，这在以后的工作与学习中将会非常重要。 2011 年 12 月 23 日 教 师 评 语 2011 年 12 月 23 日 成 绩 及 签 名 2011 年 12 月 23 日 附录附录 1.主存地址分配：主存地址分配： 2.设计图件：设计图件： 3.3. 组成框图组成框图: : _ CSCS0 0 _ CSCS1 _ CSCS2 _ CSCS3 WE 4K X 1 RAM 2K X 1 ROM 4K X 1 RAM 4K X 1 RAM A13A13 A12A12 A11A11 8