《计算机组成原理》课程设计指导书

1、计算机组成原理课程设计指导书专业： 计算机科学与技术指导教师 ： XXX计算机科学与技术系2010年5月1日一课程设计的目的、任务与要求通过该课程设计的学习，利用先进的EDA设计手段， 总结计算机组成原理课程的学习内容，学会 QuartusII的使用、层次化设计方法、多路开关，逻辑运算部件，移位器设计、微程序控制的运算器设计、微程序控制的存储器设计、简单计算机的设计，从而巩固课堂知识、深化学习内容、完成教学大纲要求，学好计算机科学与技术专业的专业基础课。每个同学必须将自己做的内容以PPT的方式进行讲解，同时提交一份纸质的实验报告和电子文档。二选题的原则及题目难度、深度、广度分析首先设计几个必做

2、的项目，项目难度比较低，让大部分同学都可以完成，其目的主要是考核学生的自学能力和表达能力，以及将理论应用于实践的能力。另外再设计一些综合性比较强的项目，各个项目的难易程度相接近，对于难度较小的项目或难度较大的项目，在最后评定成绩时要给出相应的难度系数，在做综合实验时要鼓励学生有创新，对于创新比较强的学生可以给予适当的加分。三课程设计内容实验环境： TD CMA和微机各 1 台序号实验项目实验内容要求性质名称1QuartusII在本次实验中， 学会 QuartusII软件的使用， 然后必做验证的使用利用此系统完成：1) 一位全加器设计2) 并行八位寄存器设计。下载到实验箱上，在实验箱上验证。2层

3、次化设计在本次实验中，学会层次化设计方法，利用该方法必做设计方法完成：1)同步二进制计数器2)多位二进制加法器下载到实验箱上，在实验箱上验证。3多路开关，在本次实验中，完成多路开关、逻辑运算部件，移必做设计逻辑运算部位器设计为下面的运算器、存储器设计做好准备。件，移位器设计14复杂模型机利用 TD-CMA平台，设计一套完整的指令系统，并选做设计设计下载到实验平台进行验证。5微程序控制利用 TD CMA平台，设计一个微程序控制器，并进选做设计器设计行验证。6简单计算机按要求设计一台由简单指令作为指令集的计算机，选做设计的设计并用该简单指令编写一段程序，运行该程序，得出正确结果。7补码除法器请给出

4、此除法器的VHDL 功能描述，将其作为选做设计设计QuartusII 的输入文件，由 QuartusII进行综合和模拟，自己设计测试向量波形，并通过分析模拟结果验证设计的正确性。8ALU设计请给出 ALU的 VHDL功能描述。 将其作为 QuartusII选做设计的输入文件，由 QuartusII 进行综合和模拟，自己设计测试向量波形，并通过分析模拟结果验证设计的正确性。9补码乘法器请给出此乘法器的VHDL 功能描述，将其作为选做设计设计或原码QuartusII 的输入文件，由 QuartusII进行综合和乘法器设计模拟，自己设计测试向量波形，并通过分析模拟结果验证设计的正确性。10双端口存储

5、请给出此存储器的VHDL 功能描述，将其作为选做设计器的设计或QuartusII 的输入文件， 并 对存储器的内容进行初先进先出存始化，由 QuartusII进行综合和模拟，自己设计测储器的设计试向量波形，并通过分析模拟结果验证设计的正确性。11带中断接口利用 TDCMA实验仪进行设计一个带有中断处理能选做设计的模型机的力的模型机，请设计一两个自已的指令，并进行测设计试。12带 DMA接口利用 TD CMA实验仪进行设计一个带有DMA处理能选做设计的模型机的力的模型机，请设计一两个自已的指令，并进行测设计试。13Cache 控制利用 TD CMA 实验仪设计一个实现直接映射的选做设计器的设计C

6、ache 控制器14时序发生器利用 TD CMA实验仪设计一个时序发生器。选做设计的设计四课程设计时间进程表时间：第 20 周讲授： 3 课时答疑及设计：15 课时2上机调试： 4 课时答辩： 8 课时五课程设计成绩的评定方法及评分标准1. QuartusII的使用在本次实验中，学会QuartusII软件的使用，然后利用此系统完成：1) 一位全加器设计2) 并行八位寄存器设计下载到实验箱上，在实验箱上验证。评分细则：参加实验：0.2分完成实验报告：0.2分完成一位全加器设计：0.3分完成八位并行寄存器设计： 0.3分2. 层次化设计方法在本次实验中，学会层次化设计方法，利用该方法完成：1) 同

7、步二进制计数器2) 多位二进制加法器下载到实验箱上，在实验箱上验证评分细则：参加实验：0.2分完成实验报告：0.2分完成同步二进制计数器0.3分完成多位二进制加法器0.3分3 多路开关，逻辑运算部件，移位器设计在本次实验中，学会层次化设计方法，利用该方法完成：1) 多路开关2) 逻辑运算部件3) 移位器设计评分细则：参加实验：0.2分完成实验报告：0.2分完成多路开关0.2分完成逻辑运算部件0.2分完成移位器设计0.2分4. 复杂模型机设计3利用 TD-CMA平台，设计一套完整的指令系统，并下载到实验平台进行验证。评分细则：参加实验：0.3分完成实验报告：0.3分完成所要求的复杂模型机设计0.

8、45分正确进行操作并回答问题0.45分5. 微程序控制器设计设计一个微程序控制器，并能在TD CMA平台上进行验证。评分细则：参加实验：0.3分完成实验报告：0.3分完成所要求的运算器设计0.45分正确进行操作并回答问题0.45分6. 简单计算机的设计按按要求设计一个简单模型机，并下载到实验平台进行验证。评分细则：参加实验：0.3分完成实验报告：0.3分完成所要求的存储器设计0.45分正确进行操作并回答问题0.45分7. 简单计算机的设计按要求设计一台由简单指令作为指令集的计算机，并用该简单指令编写一段程序，运行该程序，得出正确结果。评分细则：参加实验：0.3分完成实验报告：0.3分完成所要求

9、的简单计算机设计0.45分正确进行操作并回答问题0.45分8.补码除法器设计请给出此除法器的VHDL功能描述， 将其作为QuartusII的输入文件， 由 QuartusII进行综合和模拟，自己设计测试向量波形，并通过分析模拟结果验证设计的正确性。评分细则：参加实验：0.3分完成实验报告：0.3分完成所要求的除法器设计0.45分正确进行操作并回答问题0.45分9. ALU 设计请给出 ALU的 VHDL功能描述。 将其作为QuartusII的输入文件， 由 QuartusII进行综合和4模拟，自己设计测试向量波形，并通过分析模拟结果验证设计的正确性。评分细则：参加实验：0.3分完成实验报告：0

10、.3分完成所要求的ALU设计0.45分正确进行操作并回答问题0.45分10. 双端口存储器的设计或先进先出存储器的设计评分细则：参加实验：0.3分完成实验报告：0.3分完成所要求的存储器设计0.45分正确进行操作并回答问题0.45分11. 带中断接口的模型机的设计评分细则：参加实验：0.3分完成实验报告：0.3分完成所要求的带中断接口的模型机设计0.45 分正确进行操作并回答问题0.45分12. 带 DMA接口的模型机的设计评分细则：参加实验：0.3分完成实验报告：0.3分完成所要求的带DMA接口的模型机设计0.45 分正确进行操作并回答问题0.45 分13 Cache 控制器的设计评分细则：

11、参加实验：0.3分完成实验报告：0.3分完成所要求的Cache 控制器设计0.45分正确进行操作并回答问题0.45分14. 时序发生器的设计评分细则：参加实验：0.3分完成实验报告：0.3分完成所要求的时序发生器设计0.45分正确进行操作并回答问题0.45分其中任务1 3 是必做的项目， 必做项目占整个课程设计成绩的40%，任务 4 14 为选做项5目，选做项目占整个课程设计的60%。实验结束由实验指导教师根据实验记录，算出成绩。六考核标准课程设计的成绩分为：优秀、良好、中等、及格、不及格五个等级。优秀：完成必做和选做的题目，在前人的基础上有所创新，能讲清原理，表达清晰，调试成功，文档规范齐全。良好：完成必做和选做的题目，能理解