组成原理课程设计报告.doc

长治学院课程设计报告课程设计：计算机组成原理课程设计设计题目： 研制一台性能简单的实验计算机 系 别： 计算机系 专 业： 网络工程 组 别： 第三组 学生姓名: 刘阳 学 号: 08407317 起止日期: 2010年7月8日 2010年7月14日 指导教师: 宋建松 目录一、课程设计的目的-1二、设计要求-1三、设计的方法及过程-23.1整机设计-2 3.1.1设计整机逻辑框图-2 3.1.2操作数寻址方式-2 3.2设计指令系统-23.3设计微指令及指令的微程序-3 3.3.1设计微地址-4 3.3.2写出指令的执行流程-5 3.3.3编写指令的微程序-6 3.4编写并执行应用程序-8四、调试与操作说明-9五、心得体会-9六、致谢-10七、参考文献-10一、 课程设计的目的本课程设计的目的是在掌握计算机系统组成及内部工作机制、理解计算机各功能部件工作原理的基础上，深入掌握信息流和控制信息流的流动过程，进一步加深计算机系统各模块间相互关系的认识和整机的概念，培养开发和调试计算机的技能。再设计实践中提高应用所学专业知识分析问题和解决问题的能力。二、设计要求研制一台性能如下的实验计算机：（1）没有外部设备；（2）运算器采用单累加器多寄存器结构；（3）操作数寻址方式有：立即数寻址、寄存器寻址、直接寻址；（4）设计由如下指令组成的指令系统，其中L为累加器A，Jx为通用寄存器。将指令的.2。进制编码填入表中；序 号指令助记符指令功能指令编码第一字节第二字节1JIAN L，JX(L) - (JX) L2YIDONG L，JX(JX)L3YIDONG JX，L(L)JX4ZHUANGZ DIZHI(DIZHI)L5FASONG DIZHIL(DIZHI)6ZHUANZ DIZHIL是零转移7ZHUANCY DIZHI有进位转移8ZHUANL0 DIZHIL0位是1转移9ZHUANYI DIZHI无条件转移10YIDONG L，SHUJUSHUJUL11YIDONG JX，SHUJUSHUJUJX12TINGJI停机（5）计算各指令的微地址并写出各指令的微程序；（6）编写汇编语言程序实现如下功能：将内存某个单元的数据相减后存入另一个单元中，若结果为零，则在00B单元中存入数据0，否则在00B单元中存入数据1；（7）将该应用程序机器汇编、机器装入、并连续运行，察看运行结果并验证程序的正确性；（8）将下列程序手工汇编、手工装入并运行，察看运行结果。ORG 100START: YiDONG L,#08 YIDONG J1,#05 JIAN L,J1 FASONG 00D TINGJI 三、设计方法及过程3.1 整机设计 3.1.1 设计整机逻辑框图 运算器采用单累加器多寄存器结构 3.1.2 操作数寻址方式有：(1)直接地址寻址 (2)立即寻址 (3) 寄存器直接寻址 3.2 指令设计系统 序号指令代码第一字节指令代码第二字节助记符指令功能1000010JXJIAN L，JX(L)-(JX) L2000011JXYIDONG L，JX(JX)L3011000JXYIDONG JX，L(L)JX401001111SHUJUYIDONG L，SHUJUSHUJUL5010000JXSHUJUYIDONG JX，SHUJUSHUJUJX610001a10a9a8a7a0ZHUANGZ DIZHI(DIZHI)L710101a10a9a8a7a0FASONG DIZHIL(DIZHI)800100a10a9a8a7a0ZHUANZ DIZHIL是零转移900101a10a9a8a7a0ZHUANCY DIZHI有进位转移1000110a10a9a8a7a0ZHUANL0 DIZHIL0位是1转移1100111a10a9a8a7a0ZHUANYI DIZHI无条件转移1211111111TINGJI停机3.3 设计微指令及指令的微程序3.3.1 设计微地址计算微地址(如:JIAN L,JX 000101JX，微地址为003H)MD10 MD9 MD8 MD7 MD6 MD5 MD4 MD3 MD2 MD1 MD0 0 0 0 0 0 I7 I6 I5 I2 1 1 0 0 0 , 0 0 0 0 , 0 0 1 1 0 0 3 H各指令的微程序中的微地址如下指令助记符微地址JIAN L, JX003HYIDONG L,JX007HZHUANZ DIZHI00BHZHUANCY DIZHI00CHZHUANL0 DIZHI00DHZHUANYI DIZHI 00EHYIDONG JX,#SHUJU013HYIDONG L，#SHUJU017HYIDONG JX,L01BHZHUANGZ DIZHI023HFASHONG DIZHI02BHTINGJI03F3.3.2 写出指令的执行流程 指令助记符微操作控制信号控制信号有效性取值微指令PC-IAB-OABM-ODB-IDB-IRIPC+1-PCMD-MPC接数A-ACTPCO,B1RC,B2,B3,CI,GIP+1,CKMLDCC,CG0,00,0,0 ,01, 0 ,0JIAN L, JXACT-RI-BUF-IDB-L置CYRR,A,BCN,M,S3,S2,S1，S0OB,XO,X1，CASA,SB,CP0,I1,I01,0,1,0,0,10,1,11,1,YIDONG L,JXRI-BUF-IDB-LRR,A,BCN,M,S3，S2，S1，S0OB,XO,X1CA0,I1,I01,1,1,0,1,00,1,1, ZHUANZ DIZHIZHUANCY DIZHIZHUANL0 DIZHIZHUANYI DIZHIPC-IAB-OABM-ODB-IDB-IR2PC+1-PCPCO,B1RC,B2,B3,CLP+1,CK0,00,0,0,0,I1,I01,IR1，IR2-IABIAB-PC(条件成立)OILP01YIDONG JX,#SHUJUPC-IAB-OABM-ODB-IDB-JXPC+1=PCPCO,B1RC,B2,B3,WR,A,BP+1,CK0,00,0,0,0,I1,I01, YIDONG L，#SHUJUPC-IAB-OABM-ODB-IDB-LPC+1=PCPCO,B1RC,B2,B3,XO,X1,CAP+1,CK0,00,0,0,1,1,1,YIDONG JX,LACT-BUF-IDB-JXCN,M,S3,S2,S1,S0,0B,WR,A,B1,0,0,0,0,00,0,I1,I0ZHUANGZ DIZHIPC-IAB-OABM-ODB-IDB-IR2PC+1=PCPCO,B1RC,B2,B3,CLP+1,CK0,00,0,0, 1, IR1,IR2-IAB-OABM-ODB-IDB-AOI,BIRC,B2,B3,X0,X1,CA0,00,0,0,1,1FASHONG DIZHIPC-IAB-OABM-ODB-IDB-IR2PC+1=PCPCO,B1RC,B2,B3,CLP+1,CK0,00,0,01, IR1,IR2-IAB-OABACT-BUF-IDB-ODBOI,BICN,M,S3,S2,S1,X0,OB,B2,B3,WC0,01,0,0,0,0,00,1,0,0TINGJI置 0 RUNDR,RCP0, 3.3.3 编写指令的微程序 M23 M22 M21 M20 M19 M18 M17 M16 M15 M14 M13 M12 M11 M10 M9 M8 M7 M6 M5 M4 M3 M2 M1 M0S3 S2 S1 S0 CN JX X1 X0 OI CL CP / CG OT LP OB WR RR RC WC MLD DR P+1 GI 指令助记符位2322 21 2019 18 17 161514 13 1211 10 9 87 6 5 43 2 1 0信号S3S2S1S0/CNMX1X0OICLCP/CGOTLPOBWRRRRCWCMLDDRP+1GI微指令码(十六进制)有效信号* * * * * * *011*0 0 0 0010 00 0 01微地址取指微指令000H0 0 000 0 0 0100001110 1 1 0101000876A001002JIAN L,JX0030 1 1 00 0 1 11 0 0 01 1 1 01 0 1 11 1 0 0638EBC0040 0 000 0 0 01 0 0 010 1 1 10 1 1 01 0 1 000876A005006YIDONG L,JX0071 0 1 01 1 1 1 1 0 0 01 1 1 01 0 1 1 1 1 0 0AF8EBC0080 0 0 00 0 0 01 0 0 00 1 1 1 0 1 1 01 0 1 000876A00900AZHUANZ DIZHI00B0 0 0 00 0 0 01 1 0 01 1 1 1 1 1 1 11 0 1 000CFFAZHUANCY DIZHI00C0 0 000 0 0 00 0 0 00 1 1 10 1 1 01 0 1 000DBEZHUANL0 DIZHI00D0 0 000 0 0 01 0 0 00 1 1 1 0 1 1 01 0 1 000876AZHUANYI DIZHI00E00F010011012YISONG JX,#SHUJU0130 0 0 00 0 0 01 0 0 0 1 1 1 11 1 1 1 1 0 1 1008FFB0140 0 0 00 0 0 01 0 0 00 1 1 1 0 1 1 01 0 1 000876A015016YIDONG L,#SHUJU0170 0 0 00 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0038FFA0180 0 0 00 0 0 01 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 01 0 1 000876A01901AYIDONG JX,L01B0 0 0 01 0 0 01 0 0 01 1 1 01 0 1 11 1 1 1088EBF01C0 0 0 00 0 0 01 0 0 00 1 1 10 1 1 01 0 1 000876A01D01E01F020021022ZHUANGZ DIZHI0230 0 0 00 0 0 01 1 0 01 1 1 1 1 1 1 11 0 1 000CFFA0240 0 000 01 10 0 0 01 1 1 11 0 1 1 1 0 1 0030FBA0250 0 000 0 0 01 0 0 00 1 1 1 0 1 1 01 0 1 000876A026ZHUANGZ DIZHI0270 0 0 00 0 0 01 1 0 01 1 1 1 1 1 1 11 0 1 000CFFA0280 0 000 01 10 0 0 01 1 1 11 0 1 1 1 0 1 0030FBA0290 0 000 0 0 01 0 0 00 1 1 1 0 1 1 01 0 1 000876A02AFASONG DIZHI02B0 0 0 00 0 0 01 1 0 01 1 1 1 1 1 1 11 0 1 000CFFA02C0 0 0 00 0 1 1 0 0 0 01 1 1 11 0 1 1 1 0 1 0030FBA02D0 0 000 0 0 01 0 0 00 1 1 1 0 1 1 01 0 1 0001E6502EFASONG DIZHI02F0 0 0 00 0 0 01 1 0 01 1 1 1 1 1 1 11 0 1 000CFFA0300 0 0 00 0 1 1 0 0 0 01 1 1 11 0 1 1 1 0 1 0030FBA0310 0 000 0 0 01 0 0 00 1 1 1 0 1 1 01 0 1 0001E6503203303403503603703803903A03B03C03D03ETINGJI03F0 0 0 00 0 0 01 0 0 01 1 1 11 0 0 11 1 1 000879E0400 0 0 00 0 0 01 0 0 00 1 1 10 1 1 01 0 1 000876A3.4编写并执行应用程序 汇编程序为： ORG 100 YIDONG J3,#02 YIDONG L,#02 JIAN L,J3 ZHUANZ 109H YIDONG L,#01 FASONG 00BH四、 调试与操作说明在系统的制作过程中,我们遇到了很多错误.出现错误时，首先，我们按提示进行初步定位，查找错误所在位置进而仔细检查是否代码错误或者其他系统性的错误从而根据错误进行修改，操作时一定要注意规范程度避免带来不必要的麻烦，给系统的正常运行带来麻烦，在制作过程中经常出现代码错误，经过仔细的思考我们进行改进。五、 心得体会 通过这一次的课程设计，我们收获很大，我们了解了一个比较成熟的模型机的实现，并在参与其中，体会其中的