计算机组成原理课程设计任务书.doc

安徽建筑工业学院电子与信息工程学院课程设计任务书 课 程： 计算机组成原理 专 业： 计算机科学与技术 班 级： 计 算 机 指导教师： 20 年5月28日计算机组成原理课程设计任务书一、 设计目的：（1） 融会贯通本课程的内容，通过知识的综合运用，加深对计算机系统各模块的工作原理及相互联系的认识，加深计算机工作中“时间-空间”的理解，从而清晰地建立起计算机的整机机概念。（2） 学习设计和调试计算机的基本步骤和方法，提高使用集成电路和常用测试仪器的基本技能。（3） 培养科学研究的独立工作能力，取得工程设计与组装调试的实践和经验。二、 设计任务（第一个必做，第二第三个选做一个）（1） 简单模型计算机组成与程序运行 组成一个简单的计算机整机系统模型机，输入程序并运行；了解微程序控制器是如何控制模型机运行的，掌握整机动态工作过程; 定义五条机器指令，编写相应微程序并具体上机调试。 本实验采用五条机器指令，其指令格式如下（前4位为操作码）： 功能 机器指令码 说 明 IN 0000 0000 “D_INPUT”中的开关状态 R0 ADD addr 0001 0000 R0+addr R0 STA addr 0010 0000 R0 addr OUT addr 0010 0000 addr BUS JMP addr 0100 0000 addr PC 其中IN为单字长（8位），其余为双字长指令，为addr对应的二进制地址码。 （2） 带移位运算模型计算机的组成与程序运行 组成一个带移位功能的计算机整机系统模型机，输入程序并运行；了解微程序控制器是如何控制模型机运行的，掌握整机动态工作过程; 定义九条机器指令，编写相应微程序并具体上机调试。 本设计采用的机器指令程序如下（前4位为操作码）： 功能 地址（二进制） 机器指令码 说 明IN 00000000 00000000 “数据输入电路”的数据 R0ADD0DH 00000001 00010000 R0+0DH R0 00000010 00001101RLC 00000011 10000000 将R0寄存器中的数据带进位循环左移 IN 00000100 00000000 “数据输入电路”的数据 R0RRC 00000101 01100000 将R0寄存器中的数据带进位循环右移 RL 00000110 01110000 将R0寄存器中的数据循环左移 STA 0EH 00000111 00100000 R0 0EH 00001000 00001110 OUT 0EH 00001001 00110000 0EH BUS 00001010 00001110JMP 00H 00001011 01000000 00H PC 00001100 00000000 00001101 00000001 给0DH单元预置数 其中IN、RL、RLC、RRC为单字长（8位），其余为双字长指令。(3) 复杂实验计算机的组成与程序运行实验综合运用所学知识，设计并实现较完整的实验计算机。本机共有16条基本指令，其中算术逻辑指令7条，访问内存指令和程序控制指令4条。输入输出指令2条，其它指令1条。指令的格式、汇编符号和指令功能如下表所示。 汇编符号指令的格式功 能CLR rdMOV rs，rd ADC rs，rd SBC rs，rd 0111 00 rd 1000 rs rd 1001 rs rd 1010 rs rd 0 rdrs rd rs+rd+cy rdrs-rd-cy rdINC rdAND rs，rdCOM rdRRC rs，rd 1011 rs rd 1100 rs rd 1101 rs rd 1110 rs rd rd+1 rdrsrd rdrd rd cy rs rs rdRLC rs，rd 1111 rs rd cy rs rs rdLDA M，D，rd 00 M 00 rd D E rs STA M，D，rd 00 M 01 rd D rd E JMP M，D 00 M 10 00 BZC M，D 00 M 11 00 当CY=1或Z=1时，E PC IN addr，rdOUT addr，rd 0100 01 rd 0101 10 rd addr rd rd addrHALT 0110 00 00 停机 三、 设计要求：（1） 设计一台微程序控制的模型计算机。（2） 根据设计图纸，在通用实验台上进行组装，并调试成功。（3） 设计报告应包括系统结构设计（含系统框图和各部件功能概述）、系统工作原理描述（工作过程简述）、外接口定义（管脚定义及功能）、系统详细设计（各部件功能详述，设计方法等）、系统调试（测试方案，测试波形等）等内容。在组装调试成功的基础上，整理出设计图纸和其他文件，具体包括： 总框图； 微程序控制逻辑图； 微程序流程图； 微程序代码表； 元件排列图； 设计说明书； 调试小结。四、 设备：（1）微型机（Pentium系列机）； （2）EL-JY-II型计