计算机组成原理位存储器专业课程设计方案报告

计算机组成原理512×16位存放器课程设计汇报目录第一章课设任务概述 11.1课设目标 11.2课设任务 1第二章课设内容 22.1画指令步骤图 22.2芯片设计 52.3设计运算器 62.4认识计算机硬件系统 9第三章 个人总结 103.1关键结论 103.2对课设认识 10参考文件 11第一章课设任务概述1.1课设目标经过课设，掌握计算机系统软硬件维护方法，并能利用所学知识，完成课设内容。1.2课设任务参考给出或书本上计算机硬件（应有中止功效）组成，写出给定指令格式指令实施步骤；设计存放器。按要求拓展存放器，并画出其各个引脚和CPU连线。要求用128K×16位SRAM芯片设计512K×16位存放器，SRAM芯片有两个控制端：当CS有效时该片选中。当W/R=1时实施读操作，当W/R=0时实施写操作。用64K×16位EPROM芯片组成128K×16位只读存放器。设计计算机运算器（包含逻辑框图和指令系统，和各指令微程序步骤图）了解计算机硬件系统。就计算机一些硬件组成部分，说明对其认识。简单类MIPS多周期流水线处理器实现试验。第二章课设内容2.1画指令步骤图1.参考给出或书本上计算机硬件（应有中止功效）组成，写出完成下面给定指令格式指令实施步骤；（1）完成“异或”运算“异或”指令指令格式操作码DRSR开启开启PC->AR->ABUSDBUS->DR->IRPC+1->PC译码或测试IR->AR->ABUSDBUS->DR->ALUDBUS->SR->ALUALU->ACDBUS->DR2.把一个内存单元中内容读到所选择一个累加器中。操作码DRSR开启开启PC->AR->ABUSDBUS->DR->IRPC+1->PC译码或测试IR->AR->ABUSDBUS->SR->DR3.给出STA（存数）指令实施步骤，其指令格式以下：助记符机器指令码说明③STAaddr00100000××××R0[addr]开启开启PC->AR->ABUSDBUS->DR->IRPC+1->PC译码或测试IR->AR->ABUSR0->DRDR->DBUS2.2芯片设计要求用128K×16位SRAM芯片设计512K×16位存放器，SRAM芯片有两个控制端：当CS有效时该片选中。当W/R=1时实施读操作，当W/R=0时实施写操作。用64K×16位EPROM芯片组成128K×16位只读存放器。试问：。数据寄存器多少位？地址寄存器多少位？共需多少片EPROM?画出此存放器组成框图。 <1>数据寄存器需要16位；<2>地址寄存器需要20位，其中只读存放器需要地址线16位其中有一位为1:2译码器；SRAM组成512K*16存放器需要19位地址线，且和只读存放器共用A0~A15这16根地址线，其中A18，A19两根组成2:4译码器。<3>共需要EPROM2片。各个芯片和CPU连线以下：112301CSW/RCSW/RA19A18A17CA16PA15…A0UW/RD0…D15CS128K*16SRAMW/RCS128K*16SRAMW/RCS128K*16SRAMW/RCS128K*16SRAMW/R2：4译码器1:2译码器 032.3设计运算器设计计算机运算器（包含逻辑框图和指令系统，和各指令微程序步骤图）信号S3S2S1S0CnMX1X0OICLCPSCGOTLPOBGIP+1DRMLDWCRCRR读WR写有效电平********011*000001000001取指微指令000000001000101101101010008B6ADECAi0000000010000010110011100082BE110001111010100111001101C7A9CD00000000100010100110101100446ANOTAi0000000010000010110011000082BE110001111010100111001101C7A9CD000000001000101001101011008AINCAi0000000010000010110011100082BE110001111010100111001101C7A9CD000000001000101001101011008A指令助记符指令功效节拍微操作控制信号DECAi(Ai-1)→AiT1(Ai)→IDB→TMP→ALUA,B,RR,CT,OT(ALU-1)→ACn,M,S3,S2,S1,S0X0,X1,CAT2(A)→BUFFER→IDB→AiOB,A,B,WRNOTAi(NOTAi)→AiT1(Ai)→IDB→TMP→ALUA,B,RR,CT,OT(notALU)→ACn,M,S3,S2,S1,S0X0,X1,CAT2(A)→BUFFER→IDB→AiOB,A,B,WRINCAi(Ai)→AjT1(Ai)→IDB→TMP→ALUA,B,RR,CT,OT(ALU+1)→ACn,M,S3,S2,S1,S0X0,X1,CAT2(A)→BUFFER→IDB→AjOB,A,B,WR指令系统：微程序步骤图：2.4认识计算机硬件系统了解计算机硬件系统。就计算机一些硬件组成部分，说明对其认识。现在大多数计算机依据冯.诺伊曼体系结构思想来设计。该体系结构计算机含有共同基础配置。即通常“五大件”组成：运算器、控制器、存放器、输入设备和输出设备。其中控制器和运算器共同组成了中央处理器（CPU），中央处理器是计算机中很关键逻辑控制和运算部件。中央处理器关键是将运算器和控制器集成在一起，其特点就是：能够进行算术和逻辑运算；可保留较少许数据；能对指令进行译码并实施要求动作；能和存放器、外设交换数据；提供整个系统所需要定时和控制；能够响应其它部件发来中止请求等。中央处理器和主存放器一起组成了计算机主机部分，主机以外硬件装置组成外围设备，即通常输入输出设备。运算器能够实现多种算术和逻辑运算。运算器由累加器、通用寄存器和算术逻辑单元组成，其关键是算术逻辑单元ALU。运算器包含ALU算术逻辑单元和一系列寄存器组成。其中累加器是一个特殊寄存器，通常见于存放中间结果和最终结果，还有操作数；控制器控制各个部件动作，能识别和翻译指令代码，向各个部件发出控制信号，进行计算机协调和动作。计算机CPU中一个很关键部件就是程序计数器PC，它是一个特殊寄存器，统计着将要读取下一条指令在存放器中是位置通常控制器读取指令。控制器基础任务就是根据程序所给出指令序列，从存放器取出一条指令放到控制器中，进行译码分析，然后实施对应操作。存放器关键功效是存放数据和数据。程序和数据在计算机中全部是以二进制数形式表示。存放器是用来存放程序和数据器件，是计算机多种信息存放和交流中心。存放器能够分为外存和主存，外存通常由磁盘等组成，容量大，不过存取相对速度慢；主存中，又分为RAM、ROM，静态RAM集成度底，不过存取速度能够和CPU相匹配，通常见做高速缓存（cache），SDRAM则是计算机运行过程中存放程序和数据等主体，SDRAM一个比较显著特点是断电后数据则消失，不会保留统计，而且在计算机运行过程中需要不停上电刷新；ROM通常存放BIOS等不可更改程序，而且断电后数据仍会被保留。输入输出设备通常是键盘、鼠标、显示器、磁盘、打印机、扫描仪和网络终端设备。输入设备就是将用户要求变成机器信号传入计算机，使得计算机能够接收到任务要求，从而进行对应处理，常见输入设备有鼠标、键盘等；输出设备则是将计算机运算结果或中间结果和处理好信息结果以用户能够接收方法进行显示，常见输出设备为显示器、打印机等。计算机总线BUS是连接计算机各个硬件部分分时共享公共信息传送线路。计算机系统总线又能够分为数据总线，地址总线和控制总线，三总线经过分别传送各自信号分工协作，使得计算机各个部件进行信息交流和处理。个人总结3.1关键结论本文关键对计算机组成和系统结构课程进行了归纳和实际利用。利用我们平时所学习存放器组成、扩展和它们和CPU连接方法等知识，依据题目要求设计存放器，包含存放区芯片组成，总线根数和连接方法。和设计一个运算器，其中包含对微指令了解和应用等。3.2对课设认识经过这次计算机组成原理课程设计，我对计算机内部元件工作原理有了深入了解和认识。很多在课堂上没有听懂，没有学会知识在课程设计过程中暴露无遗，不过主动方面是经过课程设计，我把这些知识上显著漏洞给补上了。我对机器指令及微指令编码方法不了解，对计算机各部件组成和工作原理也不是很了解。为了搞清楚这些问题，我又把书本拿出来重新学习相关章节。即使理论知识很关键，不过像我们这种工学类课程，更关键还是实践。理论联络实际，才能愈加好掌握所学知识。在机房上机时候也碰到了部分问题，不过在请教了同学和老师以后，这些问题也全部一个个迎刃而解。对计算机组成原理理论知识有了更深刻了解，对于以前一知半解东西也有了充足了解。因为课程设计是要求将以前在课堂上学理论知识利用到实际设计当中去，不过在设计过程中，我们一定会碰到多种多样问题。不过为了处理这些问题，我们一定会愈加仔细认真去翻阅自己以前学过不过认为已经了解熟悉东西。这在无形中帮助我们加深对所学知识了解及利用能力，而且让我们明白什么地方是我们真正需要去关注。而且这么我们对书本和以前学过知识有了一个愈加好总结和了解。而