东南大学CPU报告

止于至善微编程中央处理器报告辅导班课程设计内容目的2实验原理2指令集2内部寄存器和存储器3存储器地址寄存器3内存缓冲寄存器)4电脑（程序计数器)4指令寄存器4行政协调会(蓄能器)5乘数寄存器)5灾难恢复（分区寄存器)5随机存取存储器随机存取存储器_DQ5算术逻辑单元6微编程控制单元6中央处理器架构8控制存储器中的控制信号8控制存储器的内容9顶层电路图11模拟结果336012问题1:计算从1到10012的所有整数之和问题2:计算300和27514结果分析14进一步改进15参考文献15附录151.膜生物反应器模块152.英国铁路公司模块163.算术逻辑单元模块174.红外模块185.电脑模块196.瑕疵模块207 .控制单元模块218.磁共振模块22目的这个项目的目的是设计一个简单的中央处理器。这个中央处理器有基本指令集，我们将利用它的指令集生成一个非常简单的程序来验证它的性能。为简单起见，我们将只考虑中央处理器、寄存器、内存和指令集之间的关系。也就是说，我们只需要考虑以下项目：读/写寄存器、读/写存储器和执行指令。至少四个部分组成一个简单的控制单元，内部寄存器，算术逻辑单元和指令集，这是我们的项目设计的主要方面，将被研究。实验原理指令组在我们简单的中央处理器设计中使用了单地址指令格式。指令字包含两个部分3360操作码（操作码)，它定义了指令的功能（加法、减法、逻辑运算等).)；在大多数指令中，地址部分包含要操作的数据的存储位置，我们称之为直接寻址。在某些指令中，地址部分是操作数，称为立即寻址。为了简单起见，计算机内存的大小是25616 .指令字有16位。操作码部分有8位，地址部分有8位。指令字格式可以在图1中表示操作码15:8地址：7:0图1指令格式相关指令的操作码列于表1 .在表1中，符号x表示存储器中位置x的内容。例如，指令字(03B916)意味着中央处理器将存储器中位置B916的字加入累加器(行政协调会)；指令字()表示如果行政协调会(行政协调会15)的符号位是0，中央处理器将使用指令的地址部分作为下一条指令的地址，如果符号位是1，中央处理器将增加程序计数器(个人电脑)并使用其内容内部寄存器和存储器存储器地址寄存器瑕疵包含要从存储器中读取或写入存储器的字的存储位置。这里，读操作表示为中央处理器从存储器中读取，写操作表示为中央处理器向存储器中写入。在我们的设计中，MAR有8个位来访问内存的256个地址之一。在我的实验中，MAR块如图2所示图2内存缓冲寄存器主引导记录包含要存储在内存中的值或从内存中读取的最后一个值膜生物反应器.连接到系统总线的地址线。在我们的设计中膜生物反应器有16位。在我的实验中膜生物反应器模块如图3所示图3程序计数器电脑会记录程序中使用的指令。在我们的设计中，个人电脑有8位。在我的实验中，个人计算机模块如图4所示图4指令寄存器红外线包含指令的操作码部分。在我们的设计中，红外有8位。缓冲寄存器是算术逻辑单元的输入，它保存算术逻辑单元的其它操作数。在我们的设计中，BR有16位。在我的实验中，指令寄存器如图5所示图5蓄压器ACC为算术逻辑单元保存一个操作数，通常ACC保存算术逻辑单元的计算结果。在我们的设计中行政协调会有16位。乘数寄存器磁流变仪用于实现MPY指令，在指令的开头保持乘法器。当指令被执行时，它持有产品的一部分。在我的实验中，磁共振如图6所示图6分部注册医生用于实现设计资料核实指令，您可以根据您的除法算法定义它。它是可选的。在这里，我们忽略它。DQLPM市LPM随机存取存储器DQ是一个随机存取存储器，有独立的输入和输出端口，它作为内存工作，它的大小是25616 .虽然它不是中央处理器的内部寄存器，但我们需要它来模拟和测试中央处理器的性能。所有寄存器都是正边沿触发的。所有寄存器的复位信号都是算术逻辑单元.图7算术逻辑单元算术逻辑单元是完成基本算术和逻辑运算的计算单元。在我们的设计中，必须支持如下所列的与时钟信号同步的一些操作。在我的实验中，算术逻辑单元块如图8所示图8表2算术逻辑单元运算微编程控制单元我们已经学习了微程序控制单元的知识。在这里，我们只回顾一些术语和基本结构。在微程序控制中，微程序由一些微指令组成，微程序存储在控制存储器中，产生正确执行指令集所需的所有控制信号