计算机组成原理课程设计讲稿(与“文件”有关的共48张)

计算机组成原理课程设计讲稿第一页，共48页。课程设计流程一、计算机硬件电路设计二、软件设计三、调试四、验收五、写课程设计报告第二页，共48页。一、计算机硬件电路设计（1）FD-CES基本部件运算器模块寄存器堆模块指令部件模块内存模块总线模块微程序控制模块启停和时序模块控制台控制模块第三页，共48页。一、计算机硬件电路设计（2）

PLD实验板PLD实验板的中间是一块Lattice公司的ispLSI2096APLD。PLD实验板的右上方有一片2K╳8bit的E2PROM电路ATMEL24C16，它具有加电后在线随机读写、掉电后信息保存等优点，可作为实验计算机的外存，用于保存内存中的程序代码和控存中的微程序代码。PLD实验板的左下方有一个用于连接PC机并行口的8芯针插，通过它可将PC机编译生成的扩展名为JED的文件下载到ispLSI2096A。PLD实验板上方有两个40芯针插和一个50芯针插（简称为上左、上中、上右），这三个插头的信号分布分别对应主板下方的三个插座。第四页，共48页。一、计算机硬件电路设计（3）PLD实验板下方有一个20芯针插和一个50芯针插（简称为下左、下右），这两个插头的信号分布分别对应主板下方的两个插座。上左、上中、上右、下左、下右这五个插头所含信号见图1-28。用PLD实验板进行课程设计时，必须将上左、上中、上右、下左三个插头分别与主板相应插座连接好，并且将SW/USER开关拨到SW位置，下右不用插，它是作单独的步件实验准备的。第五页，共48页。一、计算机硬件电路设计（4）第六页，共48页。一、计算机硬件电路设计（5）图1-29是ispLSI2096A的引脚分布以及它在FD-CES实验仪中的连接使用情况，可以看出它们有些引脚只有一种用途，如第32脚（I/O11），它和实验仪连接使用为CPU提供内存控制信号WC。有些引脚有多种用途，如第96脚（I/O59），它和实验仪连接用作显示灯L3的信号线或微指令寄存器的一组输出信号线M22。所以在作课程设计时，必须将PC机编译生成的扩展名为JED的文件下载到ispLSI2096A，这个文件就是对ispLSI2096A各引脚的定义以及本章中各部件的信号定义，并且包含了它们的连接。第七页，共48页。一、计算机硬件电路设计（6）第八页，共48页。一、计算机硬件电路设计（7）可编程逻辑器件PLD的使用可编程逻辑器件设计语言ABEL简介开发使用PLD系统时，应使用语言或逻辑图来描述该PLD的功能，并通过编译、连接、适配，产生可对芯片进行编程的目标文件（该文件一般采用熔丝图格式，如标准的JED文件），然后下载到芯片中。常用的可编程逻辑器件设计语言为ABEL-HDL（ABEL硬件描述语言），它是DATAI/O开发的一种可编程逻辑器件设计语言，它支持绝大多数可编程逻辑器件。其他硬件描述语言有VHDL、Verilog。第九页，共48页。一、计算机硬件电路设计（8）ABEL-HDL语言的基本结构ABEL-HDL语言源文件由一个或多个相互独立的模块组成，每个模块包含了一个完整的逻辑描述。源文件中的所有模块都可以被ABEL-HDL软件同时处理。ABEL-HDL语言源文件举例如下,文件名为F456.ABL、模块名为M456、标题名为T456。标头段MODULEM456 TITLE'T456' 定义段IAB10PIN45;IAB9 PIN44;IAB8 PIN43;IAB7PIN42;IAB6PIN41;逻辑描述段EQUATIONSIAB7=IAB9&IAB8;IAB6=IAB9$IAB8;结束段END第十页，共48页。一、计算机硬件电路设计（9）ISPSynarioSystem简介ISPSynarioSystem是一个集成环境，可使用ABEL-HDL语言编辑、编译及产生JED文件。这个软件的文件组织方法是：首先建立一个工程文件（扩展名为SYN），然后在工程文件中建立一个或多个逻辑功能描述源文件（扩展名为ABL），在源文件中又包含一个或多个模块。在下面的步骤中，建立了一个工程文件（456.SYN）,其中包含一个逻辑功能描述源文件（F456.ABL），在源文件F456.ABL中包含一个模块（M456）。最后经编译后产生的扩展名为JED文件为456.JED，和工程文件名相同。步骤如下：在使用该软件之前，①PLD板上的串口线接到微机的串口，一般为COM1。②PLD板上的四个插座和FD-CES实验仪上对应的四个扁平电缆正确连接。③PLD板上的并口线接到微机的并口④将FD-CES实验仪上的SW/USER开关拨到SW位置⑤将FD-CES实验仪上的KAL/KAH、KBL/KBH、KCL/KCH开关分别拨到右、左、左位置，KRL/KRH开关拨到“上面”位置⑥打开FD-CES实验仪电源。第十一页，共48页。一、计算机硬件电路设计（10）1.找到桌面上的图标ISPSynario，双击启动，见图2-1。第十二页，共48页。一、计算机硬件电路设计（11）2.File→NewProject,出现图2-2，选择文件夹，输入工程名，创建新工程。第十三页，共48页。一、计算机硬件电路设计（12）3.在图2-3中双击VirtualDevice,选择可编程芯片。第十四页，共48页。一、计算机硬件电路设计（13）4.选择ISPSynarioDevicelist,在下面的列表中选择ispLSI2096-80TQFP128。第十五页，共48页。一、计算机硬件电路设计（14）5.Source→New创建ABEL源文件，在图2-5中选择第二项建立ABEL模块。第十六页，共48页。一、计算机硬件电路设计（15）6.输入模块名、文件名和标题。第十七页，共48页。一、计算机硬件电路设计（16）7.输入并保存文件，见图2-7。第十八页，共48页。一、计算机硬件电路设计（17）8.按图2-7选择，单击Start按钮对源文件进行编译，产生JED文件，图2-9是正在编译。第十九页，共48页。一、计算机硬件电路设计（18）9.图2-10是编译完成后的窗口，对号表示无错误，按扭Log可以看编译结果，见图2-11。第二十页，共48页。一、计算机硬件电路设计（19）第二十一页，共48页。一、计算机硬件电路设计（20）总结：熟悉电路，设计连线。实验箱和主机相连的串口线用来下载程序和微程序.PLD板和主机相连的并口线用来下载硬件电路文件(.JED)第二十二页，共48页。一、计算机硬件电路设计（21）下载软件简介编译后要将生成的扩展名为JED的文件下载到实验板（PLD板）上的2096A，LATTICE公司提供了下载软件，下面是下载步骤。1．首先将PLD板上的并口线接到微机的并口上，然后找到桌面上的图标WDOWNLD，启动该软件，出现图2-12的窗口。第二十三页，共48页。一、计算机硬件电路设计（22）第二十四页，共48页。一、计算机硬件电路设计（23）2.选择File→New→Option→ISPChainInterface→Pleaseselectthedefault→2096A，见图2-13。第二十五页，共48页。一、计算机硬件电路设计（24）3.单击确定后出现窗口图2-14。选择Browse，找到要下载的JED文件，单击常用工具栏的下载图标（从左数第8个）即可。

第二十六页，共48页。二、软件设计(1)FD-CES系统软件的使用FD-CES系统软件是为FD-CES实验仪与微机相连以构成高层次实验系统所使用的配套软件，它提供编辑、汇编、反汇编、文件传送及调试等功能。在这个系统中，共使用4种文件，它们的功能简介如下：汇编语言源程序，用于联机调试的程序，由用户自己编写，经过汇编后生成FILENAME.OBJ就可以下载到PLD板的内存使用了。FILENAME是文件名。指令定义文件，它是汇编指令和机器码的对照表，在对FILENAME.ASM进行汇编时使用。微程序文件，它对指令系统中的每条汇编指令进行微指令定义，用于对汇编指令进行解释，发出微操作，执行汇编指令，这个文件经编译后生成FILENAME.DAT文件，下载到PLD板的控存使用。微指令每位的定义，和FILENAME.MID配合使用，共24位。第二十七页，共48页。二、软件设计(2)*.ASM*.MID第二十八页，共48页。二、软件设计(3)第二十九页，共48页。二、软件设计(4)在使用该软件之前，①实验箱上的串口线接到微机的串口，一般为COM1。②PLD板上的四个插座和FD-CES实验仪上对应的四个扁平电缆正确连接。③PLD板上的并口线接到微机的并口④将FD-CES实验仪上的SW/USER开关拨到SW位置⑤将FD-CES实验仪上的KAL/KAH、KBL/KBH、KCL/KCH开关分别拨到右、左、左位置，KRL/KRH开关拨到“上面”位置⑥打开FD-CES实验仪电源。FD-CES系统软件的使用步骤如下：1.找到桌面上的图标FDCES，启动，见图3-1。第三十页，共48页。二、软件设计(5)FD-CESAssembler用于对汇编源程序和微程序进行编辑、汇编，最后生成FILENAME.OBJ和FILENAME.DAT。FD-CESDebugger是将FD-CESAssembler最后生成FILENAME.OBJ和FILENAME.DAT，下载到PLD板联机调试。2．选择FD-CESAssembler后出现图3-2。第三十一页，共48页。二、软件设计(6)3.选择File→New建立新文件，见图3-3。4.编辑汇编源程序，保存，见图3-4。第三十二页，共48页。二、软件设计(7)5．选择AssembleDisAssemble中的Assemble对汇编源程序进行汇编，图3-5是汇编正确的情况。第三十三页，共48页。二、软件设计(8)6．编辑并保存INS.DEF文件，见图3-6，这个文件不用汇编。第三十四页，共48页。二、软件设计(9)7．编辑并保存微程序文件，见图3-7。8.对微程序文件进行编译，选择AssembleDisAssemble中的Gen，产生扩展名为DAT的文件，见图3-8。第三十五页，共48页。二、软件设计(10)9．编辑并保存BIT.DEF文件，见图3-9，这个文件不用编译。10．选择FD-CESDebugger后见图3-10，选择串行口，一般为Com1第三十六页，共48页。二、软件设计(11)11．单击确定后见图3-11。12．选择Structure中的Structure4，见图3-12。第三十七页，共48页。二、软件设计(12)13．选择Load→Program，将目标文件下载到微机的内存，用户要选择要下载的文件名，并在Loadat中给出启动地址（在此为000），在本步执行前一定要将FD-CES实验仪上的M/CM开关拨到M位置。见图3-13。第三十八页，共48页。二、软件设计(13)第三十九页，共48页。二、软件设计(14)图3-14是一个提示，在本步执行前一定要将FD-CES实验仪上的M/CM开关拨到M位置。图3-15是传送目标文件成功的对话框。14．选择Load→MicroProgram，将编译后的微程序文件（扩展名为DAT）下载到微机的内存，用户要选择要下载的文件名，在本步执行前一定要将FD-CES实验仪上的M/CM开关拨到CM位置。见图3-16。第四十页，共48页。二、软件设计(15)图3-17是一个提示，在本步执行前一定要将FD-CES实验仪上的M/CM开关拨到CM位置。图3-18是传送微程序文件成功的对话框。利用同样的步骤将BIT.DEF下载到控存。如果不用单步执行，可不用下载BIT.DEF文件。15．选择Run→Startat，输入启动地址开始联机调试，在本步执行前一定要将FD-CES实验仪上的M/CM开关拨到M位置。见图3-19。也可以通过控制台操作，①RET键②输入启动地址000③LOAD键④STRT键。第四十一页，共48页。二、软件设计(16)微程序入口地址形成方法比较简易的方法是以指