1、計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)張瑞華計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院ruihua_一、課程設(shè)計(jì)目的v通過該課程設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，總結(jié)計(jì)算機(jī)組成原理課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容，運(yùn)用計(jì)算機(jī)原理知識(shí)，設(shè)計(jì)一臺(tái)模型機(jī)，從而鞏固課堂知識(shí)、深化學(xué)習(xí)內(nèi)容、完成教學(xué)大綱要求，學(xué)好這門專業(yè)基礎(chǔ)課。二、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求v要求每2位學(xué)生一組合作完成設(shè)計(jì)任務(wù)，分工體現(xiàn)在課程設(shè)計(jì)報(bào)告中，要充分利用所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)出具有一定特色的模型計(jì)算機(jī)。v課程設(shè)計(jì)的時(shí)間為32學(xué)時(shí)。最后模型機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告紙質(zhì)版上交（電路圖可以打?。分組要求：2人一組，中途不允許調(diào)整組號(hào)確定后，在整個(gè)課程設(shè)計(jì)期間，均在對應(yīng)編號(hào)的實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，使用對應(yīng)編號(hào)的實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行設(shè)計(jì)。三、課程設(shè)計(jì)報(bào)告的基

2、本格式v1、封面封面包括“計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告”、課程設(shè)計(jì)題目、班級(jí)、姓名、學(xué)號(hào)以及完成日期等信息。v2、正文（1）課程設(shè)計(jì)步驟（包括確定所設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)的功能和用途、指令系統(tǒng)、總體結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)通路、設(shè)計(jì)指令執(zhí)行流程、微程序流程圖）（2）課程設(shè)計(jì)總結(jié)（包括自己的收獲與體會(huì)；遇到的問題和解決的方法等）（3）小組成員各自的任務(wù)和完成情況v3附錄附錄1：數(shù)據(jù)通路圖附錄2：微程序流程圖附錄3：微程序四、模型機(jī)設(shè)計(jì)步驟四、模型機(jī)設(shè)計(jì)步驟 擬定指令系統(tǒng)擬定指令系統(tǒng)確定總體結(jié)構(gòu)確定總體結(jié)構(gòu)除除CUCU之外的邏輯設(shè)計(jì)之外的邏輯設(shè)計(jì)調(diào)試調(diào)試確定控制方式確定控制方式( (微程序微程序) )編制指令流程編制指令流程

3、編制微程序編制微程序確定控制方式（硬布線）確定控制方式（硬布線）節(jié)拍發(fā)生器的設(shè)計(jì)節(jié)拍發(fā)生器的設(shè)計(jì)時(shí)序控制信號(hào)形成部件的設(shè)計(jì)時(shí)序控制信號(hào)形成部件的設(shè)計(jì)v（1）確定指令系統(tǒng)指令系統(tǒng)將涉及到指令字長、指令格式、指令的編碼、指令種類、尋址方式v（2）總體結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)通路總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包含確定各部件設(shè)置以及它們之間的數(shù)據(jù)通路結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)通路不同，執(zhí)行指令所需要的操作就不同，計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)也就不一樣。v（3）邏輯設(shè)計(jì)總體結(jié)構(gòu)確定之后，便開始總體結(jié)構(gòu)中各部件的邏輯設(shè)計(jì)和部件之間的連接。v微程序?qū)崿F(xiàn)CU：v（4）確定控制方式控制命令如何產(chǎn)生？通常有兩種方式，即組合邏輯方式和微程序方式；模型機(jī)采用微程序方式：微程序控制

4、器的結(jié)構(gòu)、下地址形成方式、微程序控制器的時(shí)序、微指令格式微指令格式：v微指令字段定義v微命令形成邏輯v后繼微地址產(chǎn)生邏輯v（5）編制指令執(zhí)行流程根據(jù)指令的復(fù)雜程度，確定每條指令所需要的機(jī)器周期數(shù)，對于微程序控制的計(jì)算機(jī)，根據(jù)總線結(jié)構(gòu)，需考慮哪些微操作可以安排在同一條微指令中，哪些微操作不能安排在同一條微指令中。v（6）確定微程序地址根據(jù)后續(xù)微地址的形成方法，確定每個(gè)微程序地址及分支轉(zhuǎn)移地址。v（7）微指令代碼化根據(jù)微指令格式，將微程序流程中的所有微指令代碼化，轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的二進(jìn)制代碼，寫入到控制存儲(chǔ)器中的相應(yīng)單元中。v（8）調(diào)試用單步微指令方式執(zhí)行機(jī)器指令的微程序流程圖。v硬布線實(shí)現(xiàn)CU：v（1

5、）所有指令執(zhí)行步驟劃分和功能確定；指令執(zhí)行步驟劃分和功能確定；v（2）節(jié)拍發(fā)生器的設(shè)計(jì)；v（3）根據(jù)指令執(zhí)行流程和數(shù)據(jù)通路，設(shè)計(jì)各控制信號(hào)的列表；v（4）根據(jù)列表，設(shè)計(jì)各控制信號(hào)的邏輯表達(dá)式；v（5）設(shè)計(jì)完整電路，下載；v（6）調(diào)試。五、要求完成的任務(wù)v（1）設(shè)計(jì)自己的指令集合，明確指令的功能、格式、尋址方式等。v（2）為指令集設(shè)計(jì)微程序，并寫入到實(shí)驗(yàn)箱。v（3）利用該指令集，編寫程序，實(shí)現(xiàn)某一特定功能，并寫入到程序存儲(chǔ)器。v（4）運(yùn)行程序，分析運(yùn)行結(jié)果是否實(shí)現(xiàn)了程序功能。v說明： 設(shè)計(jì)方案必須與實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書中的指令集存在差異，否則影響成績。課程設(shè)計(jì)工具v要設(shè)計(jì)模型機(jī)，完成課程設(shè)計(jì)的任務(wù)，首先要掌握內(nèi)容：計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)平臺(tái)：