一台模型计算机设计与测试.doc

辽宁工业大学
计算机组成原理课程设计(论文)
题目: 一台模型计算机设计与测试
院(系): 电子与信息工程学院
专业班级: 计算机 062 班
学号:
学生姓名: 侯文强
指导教师: 焦殿科
教师职称: 副教授
起止时间: -
院(系): 电子与信息工程学院教研室:计算机科学与技术
学号
学生姓名
侯文强
专业班级
计算机062班
课程设计(论文)题目
一台模型计算机设计与测试——乘法指令流程
课程设计(论文)任务

(整个数据通路)联机,组成一台模型计算机

,掌握机器指令与微指令的关系,牢固建立计算机的整机概念
,并实现所写程序段的功能。用单拍(DP)方式、单指(DZ)连续方式各执行一遍程序。并将结果进行比较,分析。
指导教师评语及成绩
成绩: 指导教师签字:
年月日
目录
第1章课程设计简介 1
1
1
1
1
第2章数据通路设计 3
运算器 ALU 3
3
输入与输出 3
第3章微程序控制器设计 5
机器指令格式 5
6
第4章机器语言程序设计 8
、编码和数据初值的设计 8
程序执行过程及运算结果 8
第5章指令流程测试与调试 9
接线方法 9
设置通用寄存器R2、R3的值 9
存储程序机器代码 9
执行程序与验证结果 10
第6章总结 11
参考文献 12
第1章课程设计简介

将微程序控制器同执行部件(整个数据通路)连机,组成一台模型计算机
用微程序控制器控制模型机数据通路;
通过CPU运行九条机器指令(排除中断指令)组成的简单程序,掌握机器指令与微指令的关系,牢固建立计算机的整机概念。

本次课程设计用到的电路包括运算器、存储器、通用寄存器堆、程序计数器、指令寄存器、微程序控制器等,将几个模块组合成为一台简单计算机。
计算机模型采用了数据总线和指令总线双总线体制能实现流水控制。控制器有微程序控制器或者硬布线控制器两种类型,每种类型又有流水和非流水两种方案。寄存器堆由1片ispLSI1016组成,运算器由1片ispLSI1024组成。实验台上包括了1片系统编程芯片ispLSI1032,可用它实现硬件布线控制

(1)TEC—4计算机组成原理实验系统一台
(2)双踪示波器一台
(3)直流万能表一只
(4)逻辑测试笔一只

1利用机器指令系统编制简单程序,要求至少使用其中五条指令,对自己编制的简单程序进行译码,手工汇编成十六进制机器代码。学生根据老师指定完成不同的子标题,即程序中必须包含子标题类型的指令。
2按图,参考组成原理实验的电路图完成连线,控制器是控制部件,数据通路是执行部件,时序产生器是时序部件。连线包括控制台、时序部分、数据通路和微程序控制器之间的连接。其中,为把操作数传给通用寄存器组RF,数据通路上的RS1、RS0、RD1、RD0应分别与IR3至IR0连接,WR1、WR0也应该接到IR1、IR0上。
3将上述任务(1)中的程序机器代码用控制台操作存入内存中,并根据程序的需要,用数码开关SW7—SW0设置通用寄存器及内存相关单元的数据。
4用单拍(DP)方式执行一遍程序,列表记录通用寄存器堆RF中寄存器的数据,以及RAM中的数据,与理论分析值做作对比。单拍方式执行是注意观察微地址指示灯、IR/DBUS指示灯、AR2/AR1指示灯和判断字段指示灯的值,以跟踪程序中取指令和执行指令的详细过程。
5以单指(DZ)方式重新执行程序一遍,注意观察IR/DBUS指示AR2/AR1指示灯的值。执行结束后,记录RF中四个寄存器的数据,以及RAM中的数据,与理论分析值作对比。
6以连续方式(DB、DP、DZ都设为0)再次执行程序。这种情况相当于计算机正常运行程序。由于程序中有停机指令STP,程序执行到该指令时自动停机。执行结束后,记录RF中四个寄存器的数据,以及RAM中的数据,与理论分析值作对比。
第2章数据通路设计
运算器 ALU
运算器ALU由一片ispLS1024(U47)组成,在选择端S2、S1、S0控制下,对数据A和B进行加、减、与、直通、乘五种运算,功能如下:
操作功能表
选择
操作
S2
S1
SO
0