复杂模型计算机的设计报告

课程设计报告

课程名称计算机组成原理

课题名称复杂模型计算机的设计

专业

班级

学号

姓名

指导教师

2016年 9 月 12 日

工程学院

课程设计任务书

课程名称计算机组成原理

课题复杂模型计算机的设计

专业班级

学生

学号

指导老师

审批

任务书下达日期 2016 年 9月 2 日任务完成日期2016年 9月 12日

一、设计容与设计要求

1．设计容

模型机是由五个部分组成的计算机，通过它可以理解计算机整机的结构及功能，理解CPU、存储器、中断控制器、总线的结构及实现逻辑和各部件之间的接口关系。本次课程设计的主要容是利用唐都公司的TDN-CM++的部可编程资源，设计一个模型计算机。本课程设计的主要目的是通过部件级的模型机的设计和调试，使学生理解计算机由5部分组成，掌握计算机的工作过程，从“指令—微指令—微操作”概念的理解，从而清晰地建立计算机的整机概念，并培养学生分析和解决实际问题的能力，同时增强学生的动手能力。

2．设计要求

(1) 借助于TDN-CM++的部可编程资源，运算器单元，控制存储器，微命令寄存器，地址转移逻辑，微地址寄存器，控制时序信号单元，寄存器组，总线，输入\输出单元等，用微程序的方式设计一台的模型计算机。设计包括模型计算机组成的设计，指令系统的设计，并用汇编语言完成设计并调试成功。

(2) 复杂模型机的设计要求 (参考P107-115)

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、访问及转移指令和停机指令。

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。

设计2条访指令，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）。

设计2 条I/O 指令，输入（IN）和输出（OUT）指令采用单字节指令。

设计停机指令1条用单字节表示。

(3) 调试的程序

第一组

地址（H）容（H）助记符说明

$P00 44 IN 01 R0 INPUT device->R0

$P01 46 IN 01 R2 INPUT device->R2

$P02 98 ADC R2 R0 R2+R0+CY->R0

$P03 81 MOV R0 R1 R0->R1

$P04 F5 RLC R1 R1 R1右移一位

$P05 0C BZC 00 00 00->PC

$P06 00

第二组

地址（H）容（H）助记符说明

$P00 45 IN 01 R1 INPUT device->R1

$P01 00 LDA 00 00 R0 (20)-> R0

$P02 20

$P03 86 MOV R1 R2 R1->R2

$P04 A8 SBC R2 R0 R2-R0-CY->R0

$P05 F5 RLC R1 R1 R1右移一位

$P06 0C BZC 00 00 00->PC

$P07 00

第三组

地址（H）容（H）助记符说明

$P00 46 IN 01 R2 INPUT device->R2

$P01 84 MOV R2 R0 R2-> R0

$P02 44 IN 01 R0 INPUT device->R0 $P03 98 ADC R2 R0 R2+R0+CY->R0

$P04 E2 COM R2 NOT R2 ->R0

$P05 D6 STA 00 0A R2 R2 ->(0A)

$P06 0A

$P07 0C BZC 00 00 00->PC

$P08 00

在规定的时间以小组为单位完成相关的系统功能实现、数据测试和记录并进

行适当的分析。

(4)按本任务书的要求，编写《课程设计报告》（Word文档格式）。并用A4

的复印纸打印并装订。

(5)在规定的时间，请各班学习委员收齐课程设计报告在星期五交华光老师。

3．分组及安排

分5组，学号除以5取余数，余数为0的同学做复杂模型机1、余数为1的

同学做复杂模型机2，余数为2的同学做复杂模型机3，余数为3的同学做基于

RISC的模型机，余数为4的做流水线模型机，每个组必须独立完成指定的题目，每个同学按要求独立完成课程设计报告。

4．成绩评定

程序设计方案是否合理；程序设计是否正确；调试结果；设计说明书的质量高低；答辩时回答问题情况；课程设计周表现情况；总评成绩记入“课程设计成绩评分表”。

二、进度安排第 2

目录

一、课题的主要功能 0

二、总体设计方案 (1)

1．复杂模型机的逻辑框图 (1)

2．用框图语言表示模型机的指令执行流程 (2)

三、数据格式和寻址方式的设计 (3)

1．数据格式 (3)

2．模型机的寻址方式 (3)

3．指令格式 (4)

四、指令和微程序的设计 (6)

1．指令系统 (6)

2．修改微指令 (6)

五、线路连接图 (8)

六、微程序流程及说明 (9)

1．调试的程序........................................... 错误!未定义书签。

2．微程序运行截图 (10)

3．源代码清单 (14)

七、课程设计的收获及体会............................................................................. (17)

八、参考资料 (17)