简单模型机的设计说明书.doc

简单模型机的设计说明书 该设计要求学生根据计算机组成原理课程所学知识，设计、开发一套简单的模型计算机。 通过对一个简单计算机的设计，以达到对计算机的基本组成、部件的功能与设计、微程序控制器的设计、微指令和微程序的编制与调试等过程有更深的了解，加深对理论课程的理解。通过模型机的设计和调试，连贯运用计算机组成原理课程学到的知识，建立计算机整机概念，加深计算机时间和空间概念的理解。 计算机组成原理课程设计的任务 1、查阅文献资料，一般在5篇以上； 2、以教学实验用模型机为背景，通过调研、分析现有的模型机，建立带有8位移位运算指令的整机模型。 3、完成系统编程与测试工作； 4、撰写设计说明书； 5、做好答辩工作。 计算机组成原理课程设计的主要内容、功能及技术指标 根据任务要求设计整机系统的方案。 存储系统：使用模型机的存储模块，说明存储器的输入输出时序，模块连接方式等。 运算器：使用模型机的器件，组成带有片间串行进位8位算术、逻辑运算功能的运算器。 微程序控制器模块：使用教学机的系统，设计微程序控制器。 设计模型机指令系统：（含设计微指令格式、微程序流程图，每条指令所对应的微程序等）。指令系统包括下列指令：IN、OUT、Sta、Lda、Jmp、bzc、CLR、MOV、Add、Sub、Adc、Adt、inc、dec、sbt、sbc 了解并说明教学模型机的输入输出模块。 利用指令系统，编制一个汇编语言小程序并进行调试通过。 整机设计分模块进行，说明模块中数据和控制信号的来源、去向、功能、时序，以及模块间数据和控制信号的来源、去向、功能、时序等。 完成课程设计报告 设计题目、设计任务、实验设备与器材； 整机设计方案，设计原理与内容； 画出模型机数据通路图； 画出设计的模型机微程序流程图和微程序； 说明指令系统的格式； 说明模块中数据和控制信号的来源、去向、功能、时序，以及模块间数据和控制信号的来源、去向、功能、时序等。 调试情况，调试过程中遇到的主要问题，是如何解决的；对设计和编码的回顾讨论和分析；改进设想；经验和体会等；?? 计算机组成原理课程设计提交的成果 1. 设计说明书一份，内容包括： 中文摘要100字；关键词3-5个； 前言； 设计的目的及设计原理； 模型机的逻辑结构及框图； 运算器的物理结构； 存储器系统的组成与说明； 指令系统的设计与指令格式分析； 微程序控制器的逻辑结构及功能； 微程序的设计与实现（含微指令格式、后续地址产生方法以及微程序入口地址的形成） 系统调试报告； 设计总结。 2. 刻制光盘一张。 设计（论文）的主要参考文献 各阶段时间安排（共2周）： 周次 日期 内容 地点 完成情况 教师签字 第1周 星期一 教师讲解设计要求，准备参考资料 教室 星期二、三 分析系统，方案设计 教室 星期四、五 编程 实验室 第2周 星期一、二 调试系统 实验室 星期三、四 编写设计说明书 实验室 星期五 答辩 实验室 第一章：设计目的及设计原理 1.1设计目的 该设计要求学生根据计算机组成原理课程所学知识，设计、开发一套简单的模型计算机 通过对一个简单计算机的设计，以达到对计算机的基本组成、部件的设计、微程序控制器的设计、微指令和微程序的编制与调试等过程有更深的了解，加深对理论课程的理解。通过模型机的设计和调试，连贯运用计算机组成原理课程学到的知识，建立计算机整机概念，加深计算机概念的理解。DVCC试验箱74LS181四位算术逻辑单元/函数发生器，暂存器74LS273，输出缓冲/显示驱动74LS245，移位寄存器74LS299，4位二进制计数器74LS161，74S138译码器，E2PROM 2816芯片，6264I/O设备，一种是矩阵式键盘，它作为输入设备INPUT；另一种是字符显示设备，它作为输出设备OUTPUT。 键盘是计算机系统中最基本的输入设备，是一种通过按键直接向计算机输入信息的设备。 显示器作为终端设备独立存在，即键盘输入和显示输出是一个整体，通过标准的串行接口与主机相连。 第二章：模型机的逻辑结构及框图 2.1模型机的逻辑结构 2.1.1运算器模块 运算器模块主要由运算器U31、U32（74LS181）、暂存器U29、U30（74LS273）、输出缓冲器U33（74LS245）以及进位控制和判零标志控制电路等构成。 运算器的核心部件是74LS181，它可以对两个8位的二进制数进行多种逻辑或算术运算，具体由其功能控制条件M、CN、S3、S2、S1、S0来决定，两个参加运算的数分别来自暂存器U29和U30，运算结果直接输出到输出缓冲器U33，由输出缓冲器发送到系统的数据总线上，以便进行移位操作或参加下次运算。 2.1.2寄存器堆模块 寄存器堆模块为实验计算机提