计算机组成原理课程设计——

南通大学计算机科学与技术学院

名

学号

指导教师

日期 2012.6.18～ 2012.6.21

一、设计目的

1、融会贯通教材各章的内容，通过知识的综合运用，加深对计算机系统各模块的工作原理及相互联系的认识，经阿什计算机工作中“时间-空间”概念的理解，从而清晰地建立计算机的整机概念。

2、学习设计和调试计算机的基本步骤和方法，培养科学研究的独立工作能力，取得工程设计和调试的实践和经验。

三、数据格式与指令系统

1、数据格式

数据字规定采用定点整数补码表示法，字长8位，其中最高位为符号位，其格式如下：7 6 5 4 3 2 1

2、指令格式

本实验设计使用5条机器指令，其格式与功能说明如下：

7 6 5 4 3 2 1 0

功能是将内存中以第二个字为地址的内存单元中的数据读出到数据总线，显示之。

JMP指令为双字长指令，第一个字为操作码，第二个字为操作数地址，其功能是程序无条件转移到第二个字指定的内存单元地址。

四．设计原理与电路图

原理图

按照原理图，完成模型机的数据通路的编辑、编译以及波形仿真工作。，图中采用两个寄存器74273b来存放指令，一个用于存放操作码，另一个用于存放地址码。

（2）微程序控制器的逻辑图：

A 数据通路逻辑电路图

A.FA(加法器）

B.ALU(运算器)

封装图

C地址转移逻辑电路

设计地址转移逻辑电路，完成电路图的编辑、编译以及波形仿真工作。仿真正确后，封装成芯片control。地址转移逻辑通过指令的操作码的高3位和微指令的测试字段P1来确定下一条微指令的地址。

D、微程序控制器：

调用地址转移芯片control，存放微指令的ROM，两片74273b芯片以及一片74273芯片来完成电路图的编辑、编译以及波形仿真工作。

封装图

E.PC(程序计数器)

五、微程序流程图、代码表（1）微程序流程图

（2）代码表：

RAM.MIF

EPROM.MIF

ROM.MIF

六、系统调试情况

（1）测试结果（波形图）：

（2）主要问题和解决办法：

1、此模型计算机为单总线结构，输入信号和输出信号均通过该总线进行传输，如果不加缓冲器就会产生输入信号和输出信号的传输冲突，使信号不能到达“IR”，所以要在存储器RAM后添加一个“74244”模块，使信号在进入总线进行传输前先通过“74244”进行一个缓冲，同时“74244”也有三态门的作用，从而使得总线上无信号冲突，这样就便于总线的连接和扩展。

转，从而使其能执行完所有的指令。通过这次实践，充分认识到知识的综合运用的重要性，而且任何一个不严谨的地方都有可能导致错误，同时这次实践使自己对计算机的工作原理有了一个系统的认识，也为以后专业课的学习打下了基础。