计算机硬件课程设计(微程序)PPT课件.ppt

计算机硬件课程设计 复杂模型机设计 1 一 明确课程设计目的 经过一系列硬件课程的学习及相关实验后 做一个综合的系统性的设计 这在硬件方面是一个提高 进一步培养实践能力 2 二 硬件课程设计的内容 搭建一台8位模型机 指令系统要求有10条以上 其中包括运算类指令 传送类指令 控制转移类指令 输入输出指令 停机指令等 3 三 设计模型计算机的思路 1 确定设计目标 确定所设计计算机的功能和用途 2 确定指令系统 确定数据的表示格式 位数 指令的编码 类型 需要设计哪些指令及使用的寻址方式 3 确定总体结构与数据通路 总体结构设计包含确定各部件设置以及它们之间的数据通路结构 列出各种信息传送路径以及实现这些传送所需要的微命令 4 设计指令执行流程 数据通路确定后 就可以设计指令系统中每条指令的执行流程 根据指令的复杂程度 4 每条指令所需要的机器周期数 对于微程序控制的计算机 根据总线结构 需要考虑哪些微操作可以安排在同一个微指令中 确定微程序地址 根据后续微地址的形成方法 确定每条微程序地址及分支转移地址 根据微指令格式 将微程序流程中的所有微操作进行二进制代码化 写入到控制存储器中的相应单元中 组装 调试 在总装调试前 先按功能模块进行组装和分调 因为只有功能模块工作正常后 才能保证整机的运行正确 5 四 成绩评定 1 搭建的模型机能够正常运行 指令系统符合要求 10条以上 各类指令都有 必要的面试 占50 2 硬件课程设计报告 包括目的 内容 指令系统列表 微操作流程图 微程序列表 验证程序 心得体会等 占40 报告要求纸质板和电子版 如有雷同 则按最低分给 3 实验室的考勤 包括迟到 早退 纪律 态度等 占10 6 五 时间安排 第一批 周一上午至周三上午 本周五下午交报告第二批 周三下午至周五下午 下周一下午交报告上午8 10 11 30下午2 00 5 00 7 六 硬件课程设计报告格式 请看样本 8 七 具体要讲的几个问题 1 指令格式 指令系统 讲各种指令格式 寻址方式 看实验指导书P332 举例讲微操作流程 如ADDRS RD 看实验指导书P263 举例讲微指令编写 看实验指导书的P254 微程序的入口地址形成及微指令的后续地址 看实验指导书的P4译码电路5 装载微程序的格式 看实验指导书的P196 模型机的时序电路 看实验指导书的P27 运行模型机 运行前先要复位 按RESET或拨动CLR开关1 0 1 按单微指令按钮进行单步调试 按连续按钮进行连续运行 8 模型机电路图 双击CMPP20 在帮助中找到 复杂模型机图 9 模型机高度过程中常见问题及解决办法 9 1 指令系统及指令格式 指令系统应包括 算术逻辑运算指令 访存指令 控制转移指令 I O指令 停机指令 一般指令格式 743210743210 指令系统如 ADDRS RDMOVDATA RDMOVRS ADDR JZADDRINRDHALT其中RS RD为R0 R1 R2中之一 DATA为立即数 ADDR为内存地址 10 2指令微操作流程 11 条件转移指令 0101 12 3 微指令格式 字段说明 299移位控制功能表 WEA9A8000INPUT001RAM读101RAM写110LED011无010读接口芯片端口 13 14 4 微程序入口地址形成 P 1 是用来译码指令寄存器的I7 I6 I5 I4 用于一般指令 微程序入口址为OP 10HP 2 是用来译码指令寄存器的I3 I2 用于不同寻址方式指令 入口地址转OP 20HP 3 是用来译码判断标志位C Z 用于条件转移指令 条件成立转OP 30H 条件不成立转OP 20HP 4 是用来译码控制台操作的SWB SWA 用于手动操作 15 寄存器地址译码电路 16 5 微程序装载格式 机器指令格式 Pxxxx微指令格式 Mxxxxxxxx程序如下 P0000 P0110 P0208 P0320 P0430 P0500 M00018001 M0101ED82 M0200C048 M0300B004 M0401A205 M05959A01 M0600D181 M08001001 M0901ED83 M0A070201 M0B01ED86把它们保存为 TXT文件 注 1 程序中字母要大写 2 机器指令地址按顺序 微指令地址可不按顺序 17 6 模型机的时序 18 7 模型机数据通路 19 8模型机组装电路图 图中带 的是需