计算机硬件课程设计——复杂模型机设计
课程设计复杂模型机设计
课程设计复杂模型机设计一、教学目标本课程旨在让学生掌握复杂模型机设计的基本原理和方法，培养学生的创新意识和实践能力。
具体目标如下：1.知识目标：学生能够理解并掌握复杂模型机的基本概念、组成原理和设计方法。
2.技能目标：学生能够运用所学知识，独立完成复杂模型机的搭建和调试。
3.情感态度价值观目标：学生培养团队合作精神，提高问题解决能力和创新意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.复杂模型机的基本概念：介绍复杂模型机的定义、特点和应用领域。
2.复杂模型机的组成原理：讲解复杂模型机的各个组成部分及其功能。
3.复杂模型机的设计方法：介绍复杂模型机的设计原则和方法。
4.复杂模型机的搭建与调试：指导学生进行实际操作，培养学生的动手能力。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式：1.讲授法：通过讲解复杂模型机的基本概念、组成原理和设计方法，使学生掌握相关理论知识。
2.讨论法：学生进行小组讨论，培养学生的思考能力和团队合作精神。
3.案例分析法：分析实际案例，使学生更好地理解复杂模型机的应用和设计。
4.实验法：指导学生进行复杂模型机的搭建与调试，提高学生的实践能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统的学习材料。
2.参考书：提供相关的参考书籍，丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料：制作精美的PPT、视频等多媒体资料，提高学生的学习兴趣。
4.实验设备：准备充足的实验设备，确保每个学生都能参与到实验环节中来。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，本课程将采用以下评估方式：1.平时表现：通过观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况，评估其学习态度和理解能力。
2.作业：布置适量的作业，要求学生独立完成，以评估其掌握知识的情况。
3.考试：安排期中考试和期末考试，全面测试学生对课程知识的掌握程度。
计算机硬件课程设计报告——拓展接口的复杂模型机设计
计算机硬件课程设计报告——拓展接口的复杂模型机设计学院：计算机科学与工程学院专业：计算机科学与技术班级：组员1：组员2：起止时间：目录一、实验目的 (3)二、实验内容 (3)三、实验思路 (3)四、实验原理 (3)五、实验步骤 (10)六、实验设计 (11)七、实验心得 (14)一、实验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、实验内容搭建一台有拓展接口的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、实验思路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。
5、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。
6、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。
7、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、实验原理1、指令系统及指令格式（1）数据格式8位。
（2）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。
一般指令格式如下：O P-C O D E（4位）R S（2位）R D（2位）D A T A /A D D R （8位）其中R S 、R D 可以是R 0、R 1、R 2中任一个，它们的代码分别为00、01、10。
复杂模型机课程设计分工
复杂模型机课程设计分工一、教学目标本章节的教学目标是使学生掌握复杂模型的机课程设计分工的相关知识，能够理解并运用相关技能进行模型设计。
具体目标如下：1.了解复杂模型的定义及其在工程设计中的应用。
2.掌握机课程设计分工的基本原则和方法。
3.熟悉不同类型模型的设计流程和要点。
4.能够运用相关软件进行模型的建立和优化。
5.能够根据设计需求，合理分配设计任务，并进行分工协作。
6.能够进行模型的验证和修正，以满足设计要求。
情感态度价值观目标：1.培养学生的团队合作意识和能力。
2.培养学生的创新思维和解决问题的能力。
3.培养学生的工程责任感和职业操守。
二、教学内容本章节的教学内容主要包括复杂模型的定义和应用、机课程设计分工的基本原则和方法、不同类型模型的设计流程和要点。
具体内容包括：1.复杂模型的定义及其在工程设计中的应用。
2.机课程设计分工的基本原则和方法，包括分工的依据、分工的流程和分工的评估等。
3.不同类型模型的设计流程和要点，包括机械结构模型、电气控制系统模型和软件系统模型等。
三、教学方法为了达到本章节的教学目标，将采用多种教学方法进行教学，包括讲授法、案例分析法、实验法等。
具体方法如下：1.讲授法：通过讲解复杂模型的定义、机课程设计分工的基本原则和方法等理论知识，使学生掌握相关概念和理论。
2.案例分析法：通过分析实际案例，使学生了解不同类型模型的设计流程和要点，提高学生的实际操作能力。
3.实验法：通过实验室实践，使学生能够运用相关软件进行模型的建立和优化，培养学生的实际操作能力。
四、教学资源为了支持本章节的教学内容和教学方法的实施，将选择和准备以下教学资源：1.教材：选用《复杂模型机课程设计分工》教材，作为学生学习的主要参考资料。
2.参考书：推荐学生阅读相关领域的参考书籍，以拓展知识面。
3.多媒体资料：制作PPT、视频等多媒体资料，以便进行生动形象的讲解和展示。
4.实验设备：准备计算机、相关软件等实验设备，以便进行实验室实践教学。
组成原理课程设计-复杂模型机
课程设计报告课程名称：计算机组成原理设计题目：复杂模型机专业：xxxxxx 姓名：xx学号：xxxxx 同组人：xxxxxx 指导教师：xx二零一六年一月目录1、课程设计任务书 (3)1.1 设计任务 (3)1.2 性能指标和设计要求 (3)2、本设计模型机体系结构及功能 (3)2.1 模型机的体系结构 (3)2.2 模型机所具有的基本功能 (4)3、模型机硬件设计 (4)3.1 模型机总体结构设计 (4)3.2 模型机的硬件实现 (5)3.3 模型机数据通路的设计 (5)4、模型机机器指令系统设计 (6)4.1 指令设计 (6)4.2 指令格式 (6)4.3 指令系统 (8)5、模型机控制器微程序设计 (9)5.1 机器指令周期分析 (9)5.2 模型机硬件译码电路 (9)5.3 微程序流程图设计 (11)5.4 微指令格式设计 (12)5.5 微指令编码设计 (12)5.6微指令地址及控存存储器设计 (13)6、模型机功能测试 (14)6.1 机器指令功能调试 (14)6.2整机功能测试 (17)7、结论 (18)8、致谢 (18)9、附录 (18)1、附录一 (18)2、附录二 (19)1、课程设计任务书1.1 设计任务1、基本模型机的设计与实现。
2、在基本模型机的基础上设计一台复杂模型机。
1.2 性能指标和设计要求利用所学过的理论知识，特别是微程序设计的思想，设计基于微程序控制器的模型计算机，包括设计相应的硬件平台、机器指令系统和微指令等。
设计环境为TD－CMA 计算机组成原理教学实验箱、微机，联机软件等。
同时设计好基于模型机的测试验证程序，并在设计好的硬件平台上调试通过，以验证所设计的模型机功能的可行性与可靠性。
在设计完成的前提下，撰写出符合要求的课程设计说明书并通过设计答辩。
1.基本模型机设计与实现设计一台简单模型机，在具备基本必要的硬件平台的基础上，进一步要求其机器指令系统至少要包括五条不同类型指令：如一条输入指令（假设助记符为IN），一条加法指令（假设助记符为ADD），一条输出指令（假设助记符为OUT）、一条无条件转移指令（假设助记符为JMP）和一条停机指令（假设助记符为HLT）；在设计好的模型机基础上，设计一个进行两个数求和运算的测试验证程序，用以验证模型机功能的可行性与可靠性。
复杂模型机设课程设计报告
复杂模型机设课程设计报告一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握复杂模型机的结构组成及其工作原理；2. 学习并运用模型机的编程方法，实现对简单任务的执行；3. 掌握模型机的调试与优化方法，提高模型机的运行效率。
技能目标：1. 能够运用所学知识设计并搭建简单的复杂模型机；2. 能够运用编程语言对模型机进行编程，实现特定功能；3. 能够分析并解决模型机在运行过程中出现的问题，提高实际操作能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生的团队合作精神，学会在团队中分工合作，共同完成任务；2. 增强学生对工程技术的兴趣，激发创新意识，培养探究精神；3. 引导学生关注科技发展，认识到复杂模型机在现代科技领域的重要地位和价值。
课程性质：本课程为实践性较强的学科课程，旨在通过理论与实践相结合的方式，帮助学生掌握复杂模型机的相关知识。
学生特点：学生处于高年级阶段，具备一定的学科基础和动手能力，对新技术充满好奇，喜欢探究和挑战。
教学要求：结合学生特点和课程性质，注重理论与实践相结合，强化实际操作训练，提高学生的综合运用能力。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，以便进行有效的教学设计和评估。
二、教学内容1. 复杂模型机的基本概念与结构：介绍模型机的定义、分类及其工作原理，重点讲解复杂模型机的结构组成和功能。
教材章节：第一章 模型机概述2. 模型机的编程方法：学习编程语言，掌握模型机的编程技巧，实现基本指令的编写与执行。
教材章节：第二章 编程语言与编程方法3. 模型机的搭建与调试：讲解如何设计并搭建复杂模型机，学会使用调试工具，对模型机进行调试与优化。
教材章节：第三章 模型机的搭建与调试4. 实际案例分析：分析典型复杂模型机的应用案例，让学生了解模型机在现代科技领域的实际应用。
教材章节：第四章 复杂模型机应用案例5. 综合实践：组织学生进行小组合作，设计并搭建一个简单的复杂模型机，实现特定功能，提高学生的实际操作能力。
复杂模型机cma课程设计
复杂模型机cma课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解复杂模型机CMA的基本原理与结构，掌握其组成部分及功能。
2. 学生能掌握CMA的编程方法，运用所学知识进行简单程序编写与调试。
3. 学生了解CMA在实际工程领域的应用，理解复杂模型机在自动化控制系统中的重要性。
技能目标：1. 学生能运用CMA进行模型构建，具备独立解决问题的能力。
2. 学生掌握CMA编程软件的使用，能进行基本的程序编写、调试与优化。
3. 学生能通过小组合作，共同完成复杂模型机的搭建与调试，提高团队协作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生对复杂模型机产生兴趣，培养探索精神和创新意识。
2. 学生在学习过程中，树立正确的工程观念，关注工程实践中的伦理道德问题。
3. 学生通过课程学习，认识到团队合作的重要性，培养集体荣誉感。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合理论教学与动手操作，帮助学生掌握复杂模型机的使用。
学生特点：本年级学生具备一定的编程基础和动手能力，对新鲜事物充满好奇心，喜欢探索与实践。
教学要求：教师需结合学生特点，以实例教学为主，注重培养学生的实际操作能力和团队协作精神。
在教学过程中，关注学生的个体差异，进行差异化教学，确保每个学生都能达到课程目标。
通过课程学习，使学生具备解决实际问题的能力，为将来的学习和工作打下坚实基础。
二、教学内容本课程教学内容分为以下五个部分：1. 复杂模型机CMA概述：介绍CMA的基本原理、结构组成及其应用领域，使学生全面了解CMA的相关知识。
教学内容：- CMA的发展历程与现状- CMA的组成部分及功能- CMA在实际工程领域的应用案例2. CMA编程基础：讲解CMA编程的基本方法，使学生掌握编程技巧。
教学内容：- CMA编程语言概述- 编程环境与软件操作- 基本语法与编程规范3. CMA模型构建：教授学生如何使用CMA进行模型构建，培养实际操作能力。
教学内容：- 模型构建的基本步骤- 常见模型构建方法与技巧- 模型调试与优化4. CMA编程实践：通过实例教学，使学生运用所学知识进行实际操作。
计算机硬件课程设计报告——复杂模型机设计
计算机硬件课程设计报告复杂模型机设计一、实验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、实验原理搭建一台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、实验思路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。
5、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。
6、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。
7、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、实验原理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：指令系统如: ADD RS,RD MOV DATA,RD MOV RS,[ADDR] JZ ADDRIN RD HALT其中RS 、RD为R0、R1、R2中之一，DATA为立即数，ADDR为内存地址。
2.指令微操作流程3.微指令格式299-b s1 s0 m 功能0 0 0 任意保持0 1 0 0 循环右移0 1 0 1 带进位循环右移0 0 1 0 循环左移0 0 1 1 带进位循环左移任意 1 1 任意装数4.微程序入口地址形成寄存器地址译码电路5.模型机的时序6.模型机数据通路7.微程序装载格式机器指令格式: $Pxxxx 微指令格式: $Mxxxxxxxx8.模型机组装电路图五、实验步骤：1、按照给定模型机组装电路图连接电路;2、连通实验箱与PC机，打开CMP软件，测试实验箱是否正常;3、设计微指令，画出其微操作流程图，并翻译成相应的微指令格式;4、设计包含这些微指令的机器指令程序，并翻译成相应机器指令格式;5、把设计好微指令和机器指令保存为TXT文件，然后装载入CMP;6、打开复杂模型机，然后用单步机器指令运行程序并调试;7、检查LED数码管输出结果是否正确，最后撰写实验报告。
计算机组成原理课程设计---复杂模型机的设计与实现
计算机组成原理课程设计一~复杂模型机的设计与实现课程设计2011 年 12 月设计题目 学生姓名学 号 专业班级 指导教师复杂模型机的设计与实现范加林20092697计算机科学与技术09-2郭骏一、课程设计目的与要求设计目的：本课程设计是《计算机组成原理》课程之后开设的实践环节课程。
通过本课程设计，使学生进一步加深对计算机原理系列课程相关内容的理解，掌握CPU设计的基本方法和计算机系统的组成原理，进一步巩固所学的理论知识，提高运用所学知识分析和解决实际问题的能力；锻炼计算机硬件的设计能力、调试能力；培养严谨的科学实验作风、良好的工程素质及团队协作精神，为今后的工作打下基础。
设计要求：基于计算机组成原理教学实验系统设计并实现一个具有16条机器指令、采用微程序控制器的8位计算机。
并根据设计课题要求，给出模型机的设计方案(包括指令系统和硬件结构)。
画岀所设计计算机的硬件连接图，针对所设计的指令系统编写出相应的微程序。
对所设计的计算机进行安装与调试。
编写测试程序, 对系统进行验证。
编写课程设计报告。
二、指令格式和指令系统(-)指令格式K数据格式模型机规定采用定点补码表示数据，且字长为8位，其格式如下:7 6 5 4 3 2 1 0符号尾数其中第7位为符号位, 数值表7K范是：W X<lo2、指令格式模型机设计四大类指令共16条,其中包括算术逻辑指令、I/O指令、访问及转移指令和停机指令。
(1)算术逻辑指令设计9条算术逻辑指令并用单字节表示，寻址方式采用寄存器直接寻址，其格式如下:7 6 5 4 3 2 1 0OP-CODE Rs Rd其中，OPCODE为操作码，Rs为源寄存器,Rd为目的寄存器，并规定:Rs 或Rd选定的寄存器00R001R110R211R39条算术逻辑指令的名称、功能和具体格式见7-12-1o⑵访问指令及转移指令模型机设计2条访问指令，即存数(STA)、取数(LDA) , 2条转移指令，即无条件转移(JMP)、结果为零或有进位转移指令（BZC）,指令格式为:其中“00 M”为源码段，2OP-CODE为目的码段（LDA、STA指令使用）。
复杂模型机课程设计心得
复杂模型机课程设计心得一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握复杂模型机的结构组成和工作原理，理解各部分之间的内在联系。
2. 使学生了解复杂模型机的应用领域，认识到其在科技发展中的重要性。
3. 帮助学生建立复杂模型机的数学模型，培养运用数学工具分析问题的能力。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识解决实际问题的能力，能够设计简单的复杂模型机。
2. 提高学生的实验操作能力，熟练使用相关仪器设备进行复杂模型机的搭建和调试。
3. 培养学生团队协作和沟通能力，能够在小组合作中发挥各自优势，共同完成任务。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对复杂模型机的兴趣，培养其探索精神和创新意识。
2. 培养学生严谨的科学态度，认识到科技发展对社会进步的重要作用。
3. 引导学生关注我国在复杂模型机领域的发展动态，增强国家自豪感和责任感。
课程性质：本课程属于学科拓展课程，旨在帮助学生深入了解复杂模型机的相关知识，提高实践操作能力和创新能力。
学生特点：学生具备一定的学科基础知识，对新鲜事物充满好奇，动手能力强，但部分学生可能对理论分析较为薄弱。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，充分调动学生的积极性和主动性，提高学生的综合素养。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，以便进行教学设计和评估。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 复杂模型机的基本原理：介绍复杂模型机的定义、分类及其工作原理，使学生了解复杂模型机的基本概念和组成。
教学内容关联教材第3章第1节。
2. 复杂模型机的结构组成：详细讲解各部分的结构和功能，包括控制器、运算器、存储器等。
教学内容关联教材第3章第2节。
3. 复杂模型机的应用领域：介绍复杂模型机在工业、医疗、交通等方面的应用，拓展学生的知识视野。
教学内容关联教材第3章第3节。
4. 数学模型建立与求解：教授如何运用数学工具建立复杂模型机的数学模型，并进行求解。
教学内容关联教材第3章第4节。
计算机组成与原理课程设计之复杂模型机设计
计算机组成与原理课程设计之复杂模型机设计课程设计课程名称计算机组成原理题目模型机设计与实现专业交通信息工程班级 24020904 姓名黄晖同组人员张雪娜陈佼李媛媛指导教师兰勇20XX 年 12 月 12 日长安大学信息工程学院交通信息工程 1 《计算机组成原理》课程设计任务书一、设计任务：1、基本模型机设计与实现；2、在基本模型机设计的基础上设计一台复杂模型机。
二、功能指标和设计要求：利用所学过的理论知识，特别是微程序设计的思想，写出要设计的指令系统的微程序。
设计环境为TDN－CM＋计算机组成原理教学实验箱、微机，联机软件等。
将所设计的微程序在此环境中进行调试，并给出测试思路和具体程序段。
最后撰写出符合要求的课程设计说明书、完成答辩。
1.基本模型机设计与实现、设计一台简单模型机，要求其指令系统至少要包括五条不同类型指令：如一条输入指令，一条加法指令，一条存数指令，一条输出指令和一条无条件转移指令；利用设计的模型机设计一个进行两个数求和运算的测试验证程序，验证模型机的功能。
、在的基础上，给基本模型机增加一条加法指令。
但是该加法指令的寻址方式与中的加法指令寻址方式不同。
利用设计的模型机设计一个进行两个数求和运算的测试验证程序，验证模型机的功能。
2. 在任务1的基础上，设计具有不少于10条指令的复杂指令系统模型机。
其中，包含算术逻辑指令、访问内存指令、转移指令、程序控制指令、输入输出指令、停机指等令。
数据的寻址方式要包括直接、间接、变址和相对寻址等多种寻址方式。
利用设计的复杂模型机实现两个数的减法运算并判断差得正负，差为正数则输出A，差为负数则输出B，差为零则输出C。
设计该测试验证程序，验证模型机的功能。
3、基本模型机和复杂模型机的CPU数据字长为8位，采用定点补码表示。
指令字长为8的整数倍。
微指令字长为24位。
三、设计步骤： 1、确定设计目标进行全面深入的模型机设计需求分析，确定所设计计算机的功能和用途。
计算机硬件课程设计报告--基于微程序的复杂模型机设计
计算机硬件课程设计报告--基于微程序的复杂模型机设计硬件课程设计报告——基于微程序的复杂模型机设计一、实验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、实验内容搭建一台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。
5.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。
6.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。
7.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、指令系统列表指令系统应包括：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：模型机的指令系统：四、 微操作流程图0POAD JM STORLOAMOV00六、实现程序$P0030 $P0140 $P0201 $P0335 $P0450 $P0511 $P0625 $P0760 $P0861 $P0955 $P0A90 $P0B90 $P0C80$P0D03$P0E70$P0F00$P1080$P1101$P1240$P1300七、微指令$M00018001 $M0101ED82 $M0200C050 $M1301ED85 $M0500E006 $M06009001 $M10019201 $M1101A203 $M0301B404 $M04959A01 $M1201ED87 $M0700E008$M08028201 $M1601A209 $M0901B40A $M0A699A01 $M1531820B $M0B11880C $M0C019801 $M1401ED8D $M0D00D181 $M1901ED8E $M0E009001 $M1701ED8F $M0F00E020 $M20011001 $M1801EDA1 $M2100E022 $M22030201八、截图Read r0Mov r0，r1Read r1Add r0,r1Xor r0,r1Rcl r1Mov 90h,r0Out r003HIn r0 00hOut r0 01hJmp 00h九、心得体会硬件课程设计，从开始做的时候一片迷茫，到通过请教同学和查询书本而一点点的变清晰，再到最后自己做出来感觉很有成就感。
《计算机组织结构》实验报告-之-复杂模型机设计实验
《计算机组织结构》实验报告
学号姓名专业、班
实验地点指导教师时间
一、实验目的
综合运用所学计算机原理知识，设计并实现较为完整的计算机。
二、实验原理
运用各种指令，模拟计算机设计复杂模型机。
三、实验内容与步骤
1.按图连接实验线路，仔细查线无误后接通电源。
2.联机读／写程序用联机软件的“【转储】—【装载】”功能将该实验对应的文件载入实验系统即可。
3. 联机运行程序时，进入软件界面，装载机器指令及微指令后，选择“【运行】－【通路图】－【连续】”功能菜单打开相应动态数据通路图，按相应功能键即可联机运行、监控、调试程序。
四、实验结果
实验结果如图所示：
五、分析与讨论
实验按照上图所示的指令完成。
机组复杂模型机课程设计
机组复杂模型机课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解机组复杂模型机的基本结构、工作原理及主要性能参数。
2. 学生掌握机组复杂模型机的操作流程、调试方法和常见故障排除。
3. 学生了解机组复杂模型机在工程实际中的应用及发展趋势。
技能目标：1. 学生能独立进行机组复杂模型机的操作和调试，具备实际操作能力。
2. 学生能运用所学知识分析机组复杂模型机故障原因，并提出合理的解决方案。
3. 学生具备一定的团队协作和沟通能力，能在实际工程中与其他技术人员有效配合。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对机组复杂模型机的兴趣，激发学习热情，增强对机械工程领域的认识。
2. 学生树立安全意识，遵循操作规程，养成严谨、务实的工作态度。
3. 学生通过学习，认识到机组复杂模型机在现代工业中的重要性，增强社会责任感和使命感。
课程性质：本课程为机械工程及相关专业高年级的专业课程，旨在让学生深入了解机组复杂模型机的结构、原理和应用，提高学生的实际操作能力。
学生特点：高年级学生具备一定的专业基础知识，具有较强的学习能力和实践能力，但对实际工程应用尚缺乏深入了解。
教学要求：结合学生特点和课程性质，课程设计应注重理论与实践相结合，强化实际操作训练，提高学生分析问题和解决问题的能力。
通过本课程的学习，使学生达到课程目标所要求的知识、技能和情感态度价值观方面的具体学习成果。
二、教学内容1. 机组复杂模型机的结构组成及工作原理：- 介绍机组复杂模型机的各个部件及其作用；- 分析机组的工作原理及性能参数之间的关系；- 引导学生通过教材第3章和第4章深入了解相关内容。
2. 机组复杂模型机的操作与调试：- 按照教材第5章操作流程，讲解操作要领及注意事项；- 分析调试过程中可能遇到的问题及解决方法；- 安排实验室实操，让学生亲自操作和调试机组模型。
3. 机组复杂模型机故障诊断与排除：- 结合教材第6章，讲解常见故障类型及其原因；- 分析故障诊断方法，如故障树、逻辑分析等；- 通过案例分析，让学生学会故障排除的一般步骤和技巧。
计算机组成原理课设报告及代码之复杂模型机设计
.课程设计报告课程名称：计算机组成原理题目名称：复杂模型机设计专业名称：计算机科学与技术班级：2013240203学生姓名：李俊同组同学：丰翔王兆宇学号： 201324020311指导教师：兰勇完成时间：2016年1月8 日目录一、课程设计概述 (3)1.1 课程设计的教学目的 (3)1.2 课程设计任务和基本要求 (3)1.3 设计原理 (4)二、规定项目的实验验证 (4)2.1 设计原理 (4)2.2 操作步骤 (13)三、指定应用项目的设计与实现 (18)3.1设计任务 (18)3.2任务分析以及解决方案 (18)四、收获和体会 (19)4.1 我的收获与体会 (15)一、课程设计概述1.1 课程设计的教学目的本课程设计的教学目的是在掌握计算机系统组成及内部工作机制、理解计算机各功能部件工作原理的基础上，深入掌握数据信息流和控制信息流的方法，进一步加深对计算机系统各模块间相互关系的认识和整机的概念，培养开发和调试计算机的技能。
在设计实践中提高应用所学专业知识分析问题和解决问题的能力。
1.2 课程设计任务和基本要求本课程设计以TD—CMA计算机组成原理教学实验系统为平台完成。
1. 按给定的数据格式和指令系统，理解微程序控制器的设计原理。
2. 设计给定机器指令系统以及微程序流程图，按微指令格式写出微程序的微指令代码。
3. 连接逻辑电路，完成启动、测试、编程、校验和运行，并观测运行过程和结果。
4. 将微程序控制器模块与运算器模块、存储器模块联机，组成一台模型计算机。
5. 用微程序控制器控制模型机的数据通路。
6. 通过在模型机上运行有机器指令组成的简单程序，掌握机器指令与微指令的关系，建立计算机的整机概念，掌握计算机的控制机制。
7. 按指定应用项目进行汇编指令格式及功能设计，并设计相应的机器指令代码，按照模型机数据通路设计实现机器指令功能的微程序。
在PC机上编辑机器指令和微程序，装载代码到TD—CMA实验系统并运行，实现应用要求。
计算机硬件课程设计(微程序)
1.指令系统及指令格式 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。一般指令格式如下： 移指令、I/O指令、停机指 0
OP-CODE DATA / RS ADDR RD
指令系统如: 指令系统如: ADD RS,RD MOV DATA,RD MOV RS,[ADDR] JZ ADDR IN RD HALT 其中RS RD为R0、R1、R2中之一( 其中RS 、RD为R0、R1、R2中之一(为00,01,10) ，DATA为立即数，ADDR DATA为立即数，ADDR 为内存地址。
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 指令格式、指令系统：讲各种指令格式， 举例讲微操作流程， RS，RD： 2、举例讲微操作流程，如ADD RS，RD： 举例讲微指令编写： 3、举例讲微指令编写： 微程序的入口地址形成及微指令的后续地址： 4、微程序的入口地址形成及微指令的后续地址： 装载微程序的格式： 5、装载微程序的格式： 模型机的时序电路： 6、模型机的时序电路： 运行模型机：运行前先要复位（ RESET或拨动CLR开关 或拨动CLR开关1 7、运行模型机：运行前先要复位（按RESET或拨动CLR开关1-0），按单微指令按钮进行单步调试 按单微指令按钮进行单步调试， 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； 模型机电路图：双击CMPP20 在帮助中找到“ CMPP20， 8 、模型机电路图：双击CMPP20，在帮助中找到“复杂模型机 图” 9、模型机调度过程中常见问题及解决办法
寄存器地址译码电路
5.微程序装载格式 5.微程序装载格式
机器指令格式: 机器指令格式: $Pxxxx 微指令格式: 微指令格式: $Mxxxxxxxx
计算机组成原理实验报告基本模型机和复杂模型机的设计
计算机组成原理实验报告基本模型机和复杂模型机的设计1.引言2.设计目标本次实验的设计目标是实现一个满足基本要求的计算机模型，了解计算机的基本组成结构和工作原理。
然后我们将设计一个更复杂的模型，通过增加功能模块和优化设计，实现更高级的计算能力和更好的性能。
3.实验方法基本模型机的设计主要包括五个核心模块：输入模块、中央处理器（CPU）、存储器、控制器和输出模块。
我们将使用VHDL语言来实现这些模块，并使用FPGA来实现整个基本模型机。
复杂模型机的设计在基本模型机的基础上进行扩展和优化。
我们将对CPU进行升级，加入多核处理器和并行计算能力，增加存储器容量和传输速率，优化控制器的运行效率。
通过这些优化，我们可以提高复杂模型机的计算性能和运行效率。
4.实验结果4.1基本模型机的实验结果基本模型机的实验结果显示，我们成功实现了输入输出功能，能够将用户的输入数据送入存储器，并通过CPU进行计算后将结果输出。
虽然这个模型的计算能力和性能较低，但是它对于初学者来说是一个良好的实践项目。
4.2复杂模型机的实验结果复杂模型机的实验结果显示，我们成功实现了多核处理器和并行计算的功能，并大幅提升了计算性能和运行效率。
存储器的容量和传输速率的提升也带来了更高的数据处理能力。
控制器的优化使得整个模型机的运行更加稳定和高效。
5.实验总结通过设计和实现基本模型机和复杂模型机，我们加深了对计算机组成原理的理解，并掌握了相关的设计和实践技巧。
实验结果表明，我们的设计能够满足计算机的基本要求，并具有一定的性能和计算能力。
通过进一步优化和扩展，我们可以设计出更高级的计算机模型，满足更多应用需求。
[1]《计算机组成原理》李文新，清华大学出版社，2024年。
计算机组成原理课程设计报告(复杂模型机)
计算机组成原理课程设计报告复杂模型机的设计与调试复杂模型机的设计与实现一、课程设计目的本课程设计是《计算机组成原理》课程结束以后开设的大型实践性教学环节。
通过本课程设计，加深对计算机系统各模块的工作原理及相互联系的认识，特别是对微程序控制器的理解，进一步巩固所学的理论知识，并提高运用所学知识分析和解决实际问题的能力；锻炼计算机硬件的设计能力、调试能力；培养严谨的科学实验作风和良好的工程素质，为今后的工作打下基础。
二、实验设备ZY15CompSys12BB计算机组成原理教学实验系统一台，排线若干。
三、设计与调试任务1．按给定的指令格式和指令系统功能要求，用所提供的器件设计一台微程序控制器控制的模型计算机。
2．根据设计图，在通用实验台上进行组装，并调试成功。
四、指令格式模型机设计四大类指令共十六条，其中包括算术逻辑指令、I／O指令、访问存储器及转移指令和停机指令。
(A) 算术逻辑指令设计9条算术逻辑指令并用单字节表示，寻址方式采用寄存器直接寻址，其格式如下：D7 D6 D5 D4 D3 D2D1 D0OP-CODE Rs Rd其中，OP-CODE为操作码，Rs为源寄存器，Rd为目的寄存器，并规定：选中的寄存器（Rs或Rd）R0R1 R2寄存器的编码00 01 10(B) 访存指令及转移指令模型机设计2条访问指令，即存数(STA)、取数(LDA)、2条转移指令，即无条件转移(JMP)、结果为零或有进位转移指令(BZC)。
其格式如下：D7 D6D5 D4 D3 D2D1 D0D7····D0OP-CODE M OP-CODE Rd D其中，OP-CODE为操作码，Rd为目的寄存器，D为位移量(正负均可)，M为寻址方式，其定义如下：寻址方式有效地址说明00 E=D 直接寻址01 E=（D）间接寻址10 E=（R I）+D R I变址寻址11 E=（PC）+D 相对寻址本模型机规定变址寄存器R I指定为寄存器R2。
计算机硬件课程设计报告——拓展接口的复杂模型机设计
计算机硬件课程设计报告——拓展接口的复杂模型机设计计算机硬件课程设计报告——拓展接口的复杂模型机设计学院：计算机科学与工程学院专业：计算机科学与技术班级：组员1：组员2：起止时间：目录一、实验目的 (3)二、实验内容 (3)三、实验思路 (3)四、实验原理 (3)五、实验步骤 (10)六、实验设计 (11)七、实验心得 (14)一、实验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、实验内容搭建一台有拓展接口的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、实验思路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。
5、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。
6、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。
7、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、实验原理1、指令系统及指令格式（1）数据格式8位。
（2）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。
一般指令格式如下：OP-CODE （4位）RS（2RD（2位）位）DATA/ADDR（8位）其中RS、RD可以是R0、R1、R2中任一个，它们的代码分别为00、01、10。
计算机硬件课程设计——基于微程序的复杂模型机设计
计算机硬件课程设计---基于微程序的复杂模型机设计一、实验题目：设计一台有微程序控制的8位模型机，指令系统要求达到10条指令以上。
二、实验目的：（1）在掌握部件单元电路实验的基础上，进一步将其组成系统，构造一台复杂模型计算机，建立一台基本完整的整机。
（2）为其定义至少十条机器指令，并编写相应的微程序，通过联机调试，观察计算机执行指令：从取指令、指令译码、执行指令等过程中数据通路内数据的流动情况，进一步掌握整机概念。
三、实验设备：TDN-CM+教学实验系统一套、PC微机一台四、实验原理与指令设计：（1）实验原理：①数据格式模型机规定数据采用定点整数补码表示，字长为8位，其格式如下：其中，第7位为符号位，数值表示范围是－27 ≤X≤27－1②机器指令格式单字节指令寻址方式采用寄存器直接寻址，其格式如下：双字节指令采用直接寻址，其格式如下其中，OP－CODE为操作码，RS为源寄存器，RD为目标寄存器，并规定：③微指令格式：其中，A、B、C三个字段的编码方案如下表：WE,A9,A8三个字段编码方案如下：运算器逻辑功能表（2）指令设计：模型机可设计4大类指令共16条，其中包括算术逻辑指令、访存指令、控制转移指令、I/O指令、停机指令。
我们设计的十条指令及其操作码与指令格式如下所示：指令代码指令格式功能IN Rd 0000 xxRd input->RdMOV Rs,Rd 0001 RsRd Rs->RdMOV Rd,X 0010 xxRd X X->RdLOAD Rd,X 0011 xxRd X [X]->RdADD Rs,Rd 0100 RsRd Rs+Rd->RdSUB Rd,X 0101 xxRd X Rd-X->RdJZ X 0110 xxxx X 若ZF=1,X->PC若ZF=0,PC+1->PCJMP X 0111 xxxx X X->pc OUT Rs 1000 Rsxx Rs->output STOR Rs,X 1001 Rsxx X Rs->[X] 机器指令的微操作流程图如下0 1代码文件名为test.txt，其内容如下：$P0000 ; IN R0$P0112 ; MOV R0,R2$P0221 ; MOV R1,0$P0300$P0438 ; LOAD R0,[50]$P0550$P0641 ; ADD R0,R1$P0752 ; SUB R2,1$P0801$P0960 ; JZ NEXT2$P0A0D$P0B70 ; JMP NEXT1$P0C04$P0D80 ; OUT R0$P0E90$P0F40 ; STOR R1,[40]$M00018001 ;00->01$M0101ED82 ;PC->AR,PC+1$M0200C050 ;RAM->BUS,BUS→IR $M10001001 ;INPUT->R0$M11019201 ;RS->RD$M1201ED83 ;PC->AR,PC+1$M03009001 ;RAM->BUS,BUS->R1$M1301ED84 ;PC->AR,PC+1$M0400A005 ;RAM->BUS,BUS->DR1$M0501B206 ;RS->DR2$M0695EB47 ;DR1+DR2->AR$M07009001 ;RAM->BUS,BUS->RD$M1401A408 ;RS->DR1$M0801B209 ;RD->DR2$M09959B41 ;[DR1]+[DR2]->RD$M1501ED8A ;PC->AR PC+1->PC$M0A00B00B ;RAM->BUS BUS->DR1$M0B01A40C ;RD->DR2$M0C619B41 ;[DR1]-[DR2]->RD$M1601ED8D ;PC->AR PC+1->PC$M0D00D0E0 ;RAM→BUS,BUS→PC,P(3)$M3000D181 ;RAM->BUS BUS->RD$M20018001 ;空操作$M1701ED8E ;PC->AR PC+1->PC$M0E00D181 ;RAM->BUS BUS->PC$M18030201 ;R0->OUTPUT$M1901EDB1 ;PC->AR PC+1->PC$M3100E032 ;RAM->BUS BUS->AR$M32028201 ;RS->BUS BUS->RAM五、实验步骤：（1）按照下图，在实验联接器件。
硬件课设-微型复杂模型机
南京理工大学硬件课程设计（I）实验报告学院：计算机科学与工程学院专业：计算机科学与技术姓名：姜茜学号：912106840208姓名：付艳荣学号：912106840109一、课程设计目的综合运用所学计算机原理知识，设计并实现较为完整的计算机。
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、课程设计要求搭建一台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、输入输出指令等，并且有各种不同的寻址方式。
数据格式及指令系统1、数据格式模型机规定采用定点补码表示法表示数据，且字长为8位，其格式如下：其中第7位为符号位，数值表示范围是：－1≤X＜1。
2、指令格式模型及设计三大类指令共十五条，其中包括运算类指令、控制转移类指令、数据传送类指令。
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。
指令格式如下：所有单字节指令（ADD、AND、INC、SUB、OR、RR、HLT 和 MOV）格式如下：其中，OP-CODE 为操作码，RS为源寄存器，RD为目的寄存器，并规定：IN和 OUT 的指令格式为：其中括号中的 1 表示指令的第一字节，2 表示指令的第二字节，OP-CODE 为操作码，RS为源寄存器，RD 为目的寄存器，P 为 I/O 端口号，占用一个字节。
系统设计五种数据寻址方式，即立即、直接、间接、变址和相对寻址。
其中M 为寻址模式，具体见下表，以 R2 做为变址寄存器 RI。
三、课程设计内容1、指令系统列表2、微操作流程图序号 汇编指令OP-CODERS RD P/D 功能1 IN R0,P 0000 / 00 P 从端口P 输入数据到R02 MOV R0，R2 0001 00 10 / 将R0寄存器值移动至R1寄存器3 ADD R1，R0 0010 01 00 / R0+R1值送到R14 SHL R0 0011 / 00 / R0值左移一位5LOAD R0,[R2+5] 0100 00 [R2+15] /将R0的值放到[R2+15]的内存地址空间6 AND R0,R1 0101 00 02 / R0，R1逻辑与送到R17 JMP 0BH 0110 / / / 跳转指令，跳到0BH 处8 OUT P,R0 0111 00 / P 把R0数据输出到端口P9 INC R1 1000 / 01 / R1寄存器值自增110 STORE [40H],R0100100[40H]/将R0的值存入内存的40H 单元3、微程序列表//** Start Of MicroController Data **//$M 00 000001 $M 01 006D42 $M 02 107050 //IN 指令$M 03 106004 $M 04 183001 //MOV 指令$M 06 00B401 //ADD 指令$M 08 002409 $M 09 04B201 //SHL 指令$M 0B 03B201NOPPA-〉AR PC+1-〉ARMEM-〉P<1>P->A RI/O-> R0R0->R2R0-.>ALU -AA+B->R 1A+B->R 1左移一位R0-.AL U-APC->AR PC+1->MEM-.>AL U-A R1->ALU-BR0-.>ALU -AA+B->R1MEM->R0PC->AR PC+1->R1->ALU-P->A RMEM->PCPC->AR PC+1->PR0->I/OA+1->R1MEM->ARR0->MEM$M 0C 002413//LOAD指令$M 0D 00980E$M 0E 006D4F$M 0F 10A020$M 20 04E221$M 21 10B001//AND指令$M 23 002424$M 24 013201$M 25 200626//JMP指令$M 26 105141//OUT指令$M 28 106029$M 29 280401//INC指令$M 2B 06B201//STORE指令$M 2D 006D6E$M 2E 10602F$M 30 006D44$M 31 001606$M 32 001607$M 33 001609$M 34 001410$M 35 001612$M 36 006C14$M 37 006C15$M 38 006D57$M 39 006D5A$M 3A 006D60$M 3B 006D50$M 3C 006D5C$M 3D 006D5E$M 3E 006D68$M 3F 006D6C; //** End Of MicroController Data **// 4、验证程序//***** Start Of Main Memory Data *****// $P 00 00(1)IN R0,P 从端口P输入数据到R0$P 01 00(2)MOV R0，R2 将R0寄存器值移动至R2寄存器$P 02 12(3)ADD R0，R1 R0+R1值送到R1$P 03 21(4)SHL R0 R0值左移一位$P 04 30(5)LOAD [R2+5] ，R0 将[R2+5]的值放到R0的内存地址空间$P 05 40$P 06 0F(6)AND R0,R1 R0，R1逻辑与送到R1$P 07 51(7)JMP 0BH 跳转指令，跳到0BH处$P 08 60$P 09 0B(8)OUT P,R0 把R0数据输出到端口P$P 0B 70$P 0C 47(9)INC R1 R1寄存器值自增1$P 0D 85(10)STORE [40H],R0 将R0的值存入内存的40H单元$P 0E 90$P 0F 40; //***** End Of Main Memory Data *****//四、课程设计总结从最开始做实验，我们就逐渐体会到了硬件课设的魅力所在，首先接线方面稍不留意就会造成打错，所以对我们严谨求实的态度有了新的要求，同时也对计算机这门学科有了新的认识：软件与硬件的统一、程序与电路的融合。
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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： 7 4 3 2 1 0 7 4 3 2 1 0
OP-CODE DATA / RS ADDR RD 00 M opcode RD
DATA / ADDR
指令系统如:
ADD RS,RD MOV DATA,RD MOV RS,[ADDR] JZ ADDR IN RD HALT 其中RS 、RD为R0、R1、R2中之一 ，DATA为立即数，ADDR 为内存地址。
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。 ５、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。 ６、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。 ７、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。
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。
把它们保存为 *.TXT 文件
6.模型机的时序
7.模型机数据通路
8 模 型 机 组 装 电 路 图
图中带”。” 的是需要连 接的线路
9.模型机调度过程中常见问题
(1) 如果出现数据流向不正确，首先看微指令 是否正确，再检查电路中相应的部件连线 是否正确。 (2) 如果执行微指令时，微指令地址不对，可 能是译码电路这块有错。
读写端口指令格式 7 43 2 1 0
OP-CODE Ri
7
4 3 2 1 0
Ri Port
OP-CODE
Port
Pc->ar,pc+1
Pc->ar,pc+1
ram->ar
ram->ar
[Ri]->P
[p]->Ri
pout Ri ,[port]
pin [port], Ri
2 指 令 微 操 作 流 程
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。
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8:10—11:30 下午2:30—5:00
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P33 2、举例讲微操作流程，如ADD RS，RD：看实验指导书P26 3、举例讲微指令编写：看实验指导书的P25 4、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P19 6、模型机的时序电路：看实验指导书的P2 7、运行模型机：运行前先要复位（按RESET或拨动CLR开关1-01），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
1 0 0
0
1 0 1
Rd-b
Ri-b 299-b Alu-b
0
0 1 1
1
1 0 0
0
1 0 1
P(2)
P(3) P(4) Ar（影 响z c） Ldpc
1
1
0
1
1
0
Pc-b
1
1
0
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+10 P（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+20 P（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20h P（4）是用来译码控制台 操作的SWB、SWA ,用 于手动操作。
条件转移指令ＪＣ，ＪＺ
ＰＣ－＞ＡＲ，ＰＣ＋１
Ｐ（３）测试 后续地址２0Ｈ
Ｙ
３0Ｈ，读出地址送ＰＣ
Ｎ
２0Ｈ，复位
01
01
3.微指令格式
WE A9 A8 0 0 0 INPUT 0 0 1 RAM读 1 0 1 RAM写 1 1 0 LED,写接口 0 1 1 无 0 1 0 读接口
299移位控制功能表
s1 299-b
0 0 0 1 0 0 任意 0 保持 循环右移
s0
m
功能
0 0
0 任意
1 0
0 1
0 1
1 1
1 0
1 任意
带进位循环右移 循环左移
带进位循环左移 装数
B A
C
W E
0 0
A 9
0 0
A 8
0 1
Y
Y0 Y1
功能
读INPUT 读RAM
150 0140 0130 1
选择
无 Ldri
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。
12
0 0
11
0 0
10
0 1
选择
无 Rs-b
9
0 0
8
0 0
7
0 1
选择
无 P(1)
1
1 0 0
0
1 1 1
1
0 1 0
Y1
Y2 Y3 Y2
写RAM
写 OUTPUT 无 读接口 芯片端 口
0
0 1 1
1
1 0 0
0
1 0 1
Lddr1
Lddr2 Ldir Load（pc置 数） Ldar
0
0 1 1
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