计算机组成原理专周报告

实验报告

课程名称计算机组成原理专周班级 1305012

姓名李鑫

学号 23

指导教师倪继烈

时间：计算机工程系

一条微程序。

本系统使用两种外部设备,一种是二进制代码开关(DATA UNIT)，它作为输入设备；另一种是发光二极管（BUS UNIT上的一组发光二极管），它作为输出设备。例如：输入时，二进制开关数据送到数据直接经过三态门送到总线上，只要开关状态不变，输入的信息也不变。输出时，将输出数据送到数据总线BUS上，驱动发光二极管显示。

此次课设主要完成六条机器指令：IN（输入）、ADD（二进制加法）、SUB（存数）、INC(地址加1)、OUT（输出）、JMP（无条件转移）。我们先对指令进行了分析，根据数据通路图画出了每个微程序的流程图，根据微程序地址转移电路计算出每个微程序的起始地址，根据起始地址对每一条微指令编码，编码之前我们必须弄清每条微指令由那些信号控制，并且要了解信号的“1”、“0”代表什么。对每一条微指令编码后将微指令写入到实验箱中，此外我们也要对控制台操作微程序进行编码。根据实验接线图接线检查无误后，使用控制台KWE和KRD微程序进行机器指令程序的装入和检查。使用RP启动程序。单步运行程序检查实验结果。

时间进度安排

顺序阶段日期计划完成内容备注

1 第1天（12月21日）阅读资料、系统分析设计

2 第2天（12月22日）系统分析设计、微程序编

制

3 第3-4天（12月23-24

日）

微程序输入、调试及运行

4 第5天（12月25日）基本模型机运行验收、答

辩

5 第6-7天（12月26日-27

日）

撰写课程设计说明书

实验内容：

1．课程设计说明书是体现和总结课程设计成果的载体，主要内容包括：设计题目、设计目的、设备器材、设计原理、设计内容、设计步骤、实现方法及关键技术、遇到的问题及解决方法、设计总结等。一般不应少于3000字。

2．在适当位置配合相应的实验原理图、数据通路图、微程序流程图、实验接线图、微指令代码表等图表进行说明。应做到文理通顺，内容正确完整，书写工整，装订整齐。

3．设计总结部分主要写本人设计期间所做工作简介、得到了哪些设计成果、以及自己的设计体会，包括通过课程设计有何收获，程序有哪些不足之处，哪里遇到了困难，解决的办法，以及今后的目标。

4．课程设计说明书手写或打印均可，具体要求如下：

手写时要用统一的课程设计用纸格式，用黑或蓝黑墨水工整书写；

打印时采用A4纸，页边距均为20mm，目录、各章标题(如: 2 设计原理及内容)和设计总结等部分的标题用小三号黑体，上下各空1行，居中书写；一级节标题(如: 设计原理)采用黑体四号字，二级节标题(如: 2.1.1数据通路)采用黑体小四号字，左对齐书写。

正文采用宋体小四号字，行间距18磅，每个自然段首行缩进2个字。

图和表的要有编号和标题，如：图数据通路图；表机器指令表。图题与表题采用宋体五号字。表格内和插图中的文字一般用宋体五号字，在保证清楚的前提下也可用更小号的字体。

英文字体和数字采用Time New Roman字体，与中文混排的英文字号应与周围的汉字大小一致。

页码用五号字，在每页底端居中放置。

5．课程设计说明书装订顺序为：封面、任务书、成绩评定表、设计小组任务分配及自评、目录、正文、设计总结。在左侧用订书钉装订，不要使用塑料夹。

6．设计小组任务分配及自评处注明设计组编号、设计组组长、设计组成员，并由设计组组长给出评语。包括该同学主要完成了哪些任务，课程设计期间的表现和态度如何，组长自己的评语由小组其他成员集体讨论后写出。

拟定指令系统

确定总体结构

安排时序

拟定指令操作流程和微命令序列

形成控制逻辑

实现十二条指令：

MOV A，#II

ADD A，#II

RL A

JZ MM

JMP MM

IN A

RR A

RLC A

RRC A

JC MM

Call

Ret

改进时序电路：当指令执行完毕后，提前结束后续空闲节拍。

增设CPU周期（例如：取指令周期、执行指令周期等）。

增设控制台命令（例如：程序输入、程序校验、程序运行等命令），

方便用户程序输入与校验。

增设存数指令（例如：MOV MM，A）。

增加中断功能（例如：INT、RETI）。

不采用系统提供的ALU，自己重新设计ALU部件。

设计原理：

本次设计将在微程序控制下自动产生各部件单元控制信号，实现特定指令的功能。这里，计算机数据通路的控制将由微程序控制器来完成，CPU从内存中取出一条机器指令到指令执行结束的一个指令周期全部由微指令组成的序列完成，即一条机器指令对应一条微程序。

本系统使用两种外部设备,一种是二进制代码开关(DATA UNIT)，它作为输入设备；另一种是发光二极管（BUS UNIT上的一组发光二极管），它作为输出设备。例如：输入时，二进制开关数据送到数据直接经过三态门送到总线上，只要开关状态不变，输入的信息也不变。输出时，将输出数据送到数据总线BUS上，驱动发光二极管显示。

器件原理图：

数据通路图：

模型机微指令集：

实验步骤及实验结果记录：

拟定指令系统

13条指令的计算机微操作序列表（1）

节拍微操作微操作控制信号

MOV·T

PC→EM →IR EMRD、PCOE、IREN

MOV·T

PC→EM →A EMRD、PCOE、EMEN、AEN

1

MOV·T

空操作无信号

2

MOV·T3空操作无信号

（同MOV）EMRD、PCOE、IREN

ADD·T

ADD·T

PC→EM →W EMRD、PCOE、EMEN、WEN

1

A+W →A DOE、AEN

ADD·T

2

JMP·T

（同MOV）EMRD、PCOE、IREN

PC→EM →PC EMRD、PCOE、EMEN、ELP

JMP·T

1

13条指令的计算机微操作序列表（2）

节拍微操作微操作控制信号

PC→EM →IR EMRD、PCOE、IREN

RL·T

A左移→ A LOE、FEN、AEN

RL·T

1

RL·T

空操作无信号

2

RL·T3空操作无信号