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 3 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 4 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 5 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 6 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 7 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 80