计算机硬件课程设计——复杂模型机设计.ppt

计算机硬件课程设计,-复杂模型机设计,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。,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。,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。,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。,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%；,五、时间安排,第一批：周一上午至周三上午,本周五上午交报告第二批：周三下午至周五下午,下周一上午交报告上午8:1011:30下午2:305:00,六、硬件课程设计报告格式,请看样本,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“输入输出系统8255模型机图”9、模型机高度过程中常见问题及解决办法,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,ADDRJZADDRINRDHALT其中RS、RD为R0、R1、R2中之一，DATA为立即数，ADDR为内存地址。,00M,opcode,RD,DATA/ADDR,读写端口指令格式743210743210,OP-CODE,Ri,Port,Port,OP-CODE,Ri,poutRi,portpinport,Ri,2指令微操作流程,条件转移指令，,0101,3.微指令格式,字段说明,299移位控制功能表,WEA9A8000INPUT001RAM读101RAM写110LED,写接口011无010读接口,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+10P（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+20P（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30H,条件不成立转20hP（4）是用来译码控制台操作的SWB、SWA,用于手动操作。,寄存器地址译码电路,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。,6.模型机的时序,7.模型机数据通路,8模型机组装电路图,图