計算機組成原理(畢業(yè)設計報告)

《計算機組成原理》課程設計報告實驗計算機的設計學院：班級：學號：姓名：完成時間：計算機組成原理課程設計目錄一、設計目的……………….…….2二、設計內(nèi)容……..2三、設計要求…………………......2四、設計原理………….………….2五、調(diào)試程序…………….………6六、應用程序…………….………6七、心得體會.........................................................8第1頁共9頁計算機組成原理課程設計一.設計目的:鞏固和深刻理解"計算機組成原理"課程所講解的原理,加深對計算機各模塊協(xié)同工作的認識,掌握微程序設計的思想和具體方法,培養(yǎng)我們獨立思考和創(chuàng)新思維的能力,取得設計與調(diào)試的實踐經(jīng)驗.二.設計內(nèi)容:按照要求設計一指令系統(tǒng),該指令系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)傳送,進行加,減運算和邏輯左移和右移,具有累加器尋址,寄存器尋址,寄存器間接尋址,存儲器直接尋址,立即數(shù)尋址等五種尋址方式.三.設計要求:仔細復習所學過的理論知識,掌握微程序設計的思想,并根據(jù)掌握的理論寫出要設計的指令系統(tǒng)的微程序.運算器采用多累加器結(jié)構(gòu).指令系統(tǒng)至少要包括六條指令,具有上述功能和尋址方式.將所設計的微程序在虛擬環(huán)境中進行調(diào)試,并給出測試思路和具體程序段（1）運算器：采用單累加器多寄存器結(jié)構(gòu)（開關KA,KB,KC,KR分別置左，右，右，左）（2）指令系統(tǒng)：多于16條指令，外設和內(nèi)存統(tǒng)一編址，統(tǒng)一操作指令（3）內(nèi)存尋址方式：寄存器直接尋址寄存器間接尋址直接尋址立即數(shù)尋址（4）微程序設計微操作信號發(fā)生器四.設計原理用FD-CES-B型試驗儀的硬件資源，實驗者可自行設計指令系統(tǒng)以及相應的微程序，研定具體的程序后，用匯編制一臺微程序控制的試驗計算機。把微程序輸入控存，在給語言編出算法。手工編譯為微指令，輸入主存，調(diào)試得到預期結(jié)果。部分接線圖如下所示：第2頁共9頁計算機組成原理課程設計接線：SA接X0接M16SB接X1接M17P0、SR、SL接CYP1接A0P2接A7CA、CC、RCP、CI接ΦS3～S0接M23~M20Cn接M19M接M18CG接M11OB接M8OT接M10CTRRA接＋5V接M1接I0B接I1P+1接M6GI接M7CK接ΦCLR接＋5VOI接M15B1、B3接RFKA接IAB0第3頁共9頁計算機組成原理課程設計PA接IAB1DR接M5MLD接M4MP+1接+5VMCLR接ROMCLK接POMIG接地MD10～MD6接地MD5接I7MD4接I6MD3接I5MD2接I2MD1～MD0接+5V根據(jù)設計要求,實驗計算機屬多累加器結(jié)構(gòu).因此,應將實驗儀上的KA,KB,KC,KR四組開關分別置為右,左,左,上的位置.另外,實驗計算機和外設不仿采用I/O查詢方式.下圖是整機邏輯框圖：第4頁共9頁計算機組成原理課程設計微指令格式和指令微程序：指令助記符微地址微指令碼指令助記符微地址微指令碼取指微指令000H00876A021H001H002H022HLDAaddr023H00CFFAADDA,RI003H9BAEBC024H030FBA004H00876A025H00876A005H006H026HLDAaddr027H00CFFASUBA,RI007H638EBC028H030FBA008H00876A029H00876A009H00AH02AHSTAaddr02BH00CFFAMOVA,@RI00BHACCEBC02CH080EB600CH030FBC00DH00876A00EH02DH00876A02EHSTAaddr02FH00CFFA030H080EB6031H00876A032H00FH010H011H012HRLCA033H02AFBEMOVA,RI013HAF8EBC034H00876A014H00876A035H015H016H036HRRCA037H01AFBEMOVRI,A017H088EBF038H00876A018H00876A039H019H01AH03AHJZaddr03BH00CFFAMOVA,#data01BH038FFAJCaddr03CH000DBE01CH00876AJA0addr03DH00876A01DH01EHJMPaddr03EHHALT03FH008F9EMOVRI,#data01FH008FFB040H00876A020H00876A第5頁共9頁計算機組成原理課程設計五.調(diào)試程序準備工作：（一）1、測試控制臺的復位功能：加電按RET鍵，應顯示CPUREADY字樣，表示實驗儀監(jiān)控程序開始工作。此時信號RO應為“0”，RF應為“1”，表示處于停機態(tài)。2、測試控制臺按STRT或STEP鍵，應顯示為“0”，表示3、輸入微程序：關M/CM置右端，啟動功能：出C.P.U.R.E.A.D.Y字樣，此時信號RO應為“1”，RF應處于運行態(tài)。將開在停機態(tài)從鍵盤或外存EEPROM將微程序輸入到控存。如果是第一次輸入微程序，或者是外存里沒有微程序，那么輸完后應保存到外存，以免在以后的調(diào)試過程中再次輸入，浪費時間。4、輸入程序：將開關M/CM置左端，在停機態(tài)下從外存EEPROM將程序輸入內(nèi)存，或者直接從鍵盤輸入即可。二）程序調(diào)試（：1、以連續(xù)方式運行程序：如果對實驗計算機前期研制工作把握比較大，那么不妨以先連續(xù)運行方式運行程序：按RET鍵，然后鍵入程序首地址，再按START鍵，使實驗計算機全速運行某段或某個程序。檢查該程序運行結(jié)果。如結(jié)果正確，再以連續(xù)方式運行另一段或另一個程序。如不正確，則應改用單拍方式運行，2、以單拍方式運行程序：由于單拍方式運行程序供分析判斷該拍執(zhí)行情況，所以此方式適合調(diào)試當發(fā)現(xiàn)某一拍顯示的信息不對時應立即停下，根據(jù)指令執(zhí)行流程，用萬用表檢測有關的以檢查分析哪一步出錯，哪一條指令有問題。過程中，控制臺會顯示每拍的OAB和ODB或微指令信息，以較復雜或有故障的程序。微操作控制信號和數(shù)據(jù)信息。六.應用程序利用FD-CES-B型試驗儀的硬件資源，實驗者可自行設計指令系統(tǒng)以及相應的微程序，研制一臺微程序控制的試驗計算機。014H39H015H6FH016H017H78H第6頁共9頁計算機組成原理課程設計編程實現(xiàn)：（14H）－（15H）＋（16H）17H（17H）左移４位18H（17H）右移4位19H地址指令指令編碼014h015h016h39h6Fh78h80017hLDA015018h019h01Ah0154488MOVA0,ALDA01401Bh1401Ch0401Dh01EhMOVA0,ALDA016448001Fh16020h021h022hADDA,A0STA01700A017//加法運算023h024hLDA0178017025h026h027h028h029h02AhRLCARLCARLCARLCASTA018C0C0C0C0A018//邏輯左移02Bh02ChLDA017801702Dh02Eh02Fh030h031h032hRRCARRCARRCARRCASTA019C4C4C4C4A019033hHALTFF//邏輯右移運算過程如下:加法減法略,結(jié)果為(017h)=42H第7頁共9頁計算機組成原理課程設計循環(huán)左移四位:CY=110100001CY=0CY=1CY=1010100001010100001010100結(jié)果為(018h)=54H循環(huán)右移四位:CY=1CY=0CY=1CY=010000101000010100001010100101010結(jié)果為(019h)=2AH七.心得體會《計算機組成原理與技術》課程是一門應用性很強的課程，其中包括軟硬件的結(jié)合，微程序的設計與編譯。由于平時對硬件的接觸較少所以學習起來多少有些困難。但課程中融入了實驗，并且還有課程設計。對于理論知識的理解就更深刻了。課設的內(nèi)容是微程序的控制與設計，這與平時的實驗很不同，對編程的要求很高。這個可給我出了個難題，不過在同伴的努力下我們還是按時完成了