八位模型机设计 - 图文

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八位模型机设计

实验名称 八位模型机设计 课程名称 计算机组成原理程序设计

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专业班级：计算计科学与技术

学生姓名：

实验日期：2015年5月

验证性、综合性实验报告应含的主要内容：

一、实验目的及要求 二、所用仪器、设备

三、实验原理 四、实验方法与步骤 五、实验结果与数据处理

六、讨论与结论（对实验现象、实验故障及处理方法、实验中存在的问题等进行分析和讨论，对实验的进一步想法或改进意见）

七、所附实验输出的结果或数据

设计性实验报告应含的主要内容：

一、设计要求 二、选择的方案 三、所用仪器、设备 四、实验方法与步骤 五、实验结果与数据处理 六、结论（依据“设计要求”） 七、所附实验输出的结果或数据

目录

一、摘要 ....................................................................................................... 错误！未定义书签。 二、前言 ....................................................................................................... 错误！未定义书签。 三、设计目的、任务与内容 ....................................................................... 错误！未定义书签。

3.1设计目的 .......................................................................................... 错误！未定义书签。 根据计算机组成原理课程所学知识，设计一个8位的模型计算机。 .. 错误！未定义书签。

3.2设计任务 .......................................................................................... 错误！未定义书签。 3.3设计内容 .......................................................................................... 错误！未定义书签。 四、八位模型机整体设计 ........................................................................... 错误！未定义书签。

4.1总体结构 .......................................................................................... 错误！未定义书签。 4.2指令系统 ............................................................................................................................ 9 4.3运算器 .............................................................................................................................. 10 4.4存储器 .............................................................................................................................. 11 4.5控制器 .............................................................................................................................. 12 4.6指令流程图和操作时间表 .............................................................................................. 15 4.7微指令码 .......................................................................................................................... 15 五、实验感想与讨论 ................................................................................................................... 21 六、参考文献 ............................................................................................................................... 22

一、摘要 通过一台模型机的设计，使我们建立了整机的概念，模型机整体采取简单的组成模式，每一时钟周期内完成的操作有限。该模型机包括运算器，存储器，控制器等。指令结构，选用两片SN74181串行进位方式形成运算器，运用微程序控制各部件单元的产生控制信号，实现特定指令的功能，通过绘制指令流程图，编写指令时间表，设计微指令格式等实现了具体的微程序控制。 关键字： 模型机 指令 微程序 二、前言 计算机组成原理是计算机科学专业的一门重要的专业基础课,内容包括计算机部件和整机的组成与工作原理由于课程的专业性很强、概念繁杂抽象,8位模型机的设计有助于我们理解计算机整机的工作原理，让我们从设计角度来理解计算机的结构与工作原理。.计算机的核心部件CPU通常包含运算器和控制器两大部分。组成CPU的基本部件有运算部件、寄存器组、微命令产生部件等。这些部件通过CPU内部的总线连接起来，实现它们之间的信息交换。其中，运算部件和一部分寄存器属于运算器部分；另一部分寄存器、微命令产生部件和微程序控制器等则属于控制器部分。八位模型计算机的设计过程，包含通过内总线连接各基本功能单元模块构成数据通路，给出完备的指令系统，运算器的实现方式，用微指令设计计算机指令系统。 三、设计目的、任务与内容 3.1设计目的 根据计算机组成原理课程所学知识，设计一个8位的模型计算机。 1． 掌握计算机的基本组成和功能； 2． 掌握计算机各大部件的功能与设计方法； 3． 深入学习计算机各类典型指令的执行流程； 4． 深入学习微程序控制器的原理和设计过程； 5． 掌握微程序的设计方法，学会编写二进制微指令代码表； 6． 综合运用所学知识，在掌握部件单元电路设计的基础上，进一步构造一台基本的模型计算机，建立计算机整机概念；

7． 通过本次设计，理论联系实践，进一步加强学生分析问题、解决问题的能力，提高自身硬件设计水平。 3.2设计任务 1． 查阅文献资料，一般在5篇以上； 2． 以TEC-XP教学实验计算机系统为背景，通过调研、分析现有的模型机，建立8位的整机模型； 3． 完成8位模型机的整机设计和各部件的具体设计； 4． 撰写设计报告书；做好答辩工作。 3.3设计内容 1． 8位模型机总体结构的设计； 主要是数据通路的设计或选择，要说明如下内容： 1)寄存器的位数 2)总线宽度 3)ALU位数及运算功能 4)微命令的设置（各标识的含义）； 2． 拟定指令系统； 要考虑指令的完备性、有效性、规整性；主要说明系统包括哪些指令以及指令格式，寻址方式。 3． 控制器的选择； 采用微程序控制器。 4． 绘制指令流程图； 5． 安排指令操作时间表，设计微指令格式； 6． 编写微程序； 7． 了解并说明模型机的输入/输出模块； 8． 各部件设计时，说明部件中数据和控制信号的来源、去向、功能、时序、以及部件之间数据和控制信号的来源、去向、功能和时序等。