计算机组成原理课程设计任务书65165 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/6/16 13:03:03星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

《计算机组成原理》

课程设计任务书

一、设计任务:

1、 基本模型机设计与实现;

2、 在基本模型机设计的基础上设计一台复杂模型机。

二、功能指标和设计要求:

利用所学过的理论知识,特别是微程序设计的思想,写出要设计的指令系统的微程序。设计环境为TDN-CM+计算机组成原理教学实验箱、微机,联机软件等。将所设计的微程序在此环境中进行调试,并给出测试思路和具体程序段。最后撰写出符合要求的课程设计说明书、完成答辩。 1.基本模型机设计与实现

1.1、设计一台简单模型机,要求其指令系统至少要包括五条不同类型指令:如一条输入指令(假设助记符为IN),一条加法指令(假设助记符为ADD),一条存数指令(假设助记符为STA),一条输出指令(假设助记符为OUT)和一条无条件转移指令(假设助记符为JMP);利用设计的模型机设计一个进行两个数求和运算的测试验证程序,验证模型机的功能。

1.2、在1.1的基础上,给基本模型机增加一条加法指令(假设助记符仍为ADD),但是该加法指令的寻址方式与1.1中的加法指令寻址方式不同。利用设计的模型机设计一个进行两个数求和运算的测试验证程序,验证模型机的功能。

2. 在任务1的基础上,设计具有不少于10条指令的复杂指令系统模型机。其中,包含算术逻辑指令、访问内存指令、转移指令、程序控制指令(控制台指令)、输入输出指令、停机指等令。数据的寻址方式要包括直接、间接、变址和相对寻址等多种寻址方式。利用设计的复杂模型机实现两个数的减法运算并判断差得正负,差为正数则输出A,差为负数则输出B,差为零则输出C。设计该测试验证程序,验证模型机的功能。

3、基本模型机和复杂模型机的CPU数据字长为8位,采用定点补码表示。指令字长为8的整数倍。微指令字长为24位。

三、设计步骤: 1、确定设计目标

进行全面深入的模型机设计需求分析,确定所设计计算机的功能和用途。

2、确定指令系统

确定数据的表示格式、位数、指令的编码、类型、需要设计哪些指令及使用的寻址方式。确定相对应指令所包含的微操作。 3、总体结构与数据通路与硬件实现

总体结构设计包括确定各部件设置以及它们之间的数据通路结构。在此基础上,就可以拟出各种信息传输路径,以及实现这些传输所需要的微命令。 综合考虑计算机的速率、性能价格比、可靠性等要求,设计合理的数据通路结构,确定采用何种方案的内总线及外总线。数据通路不同,执行指令所需要的操作就不同,计算机的结构也就不一样。

硬件实现基于现有的基本实验箱平台,根据所设计模型机选择必要的元器件,并通过接插件(各种连线等)进行器件连接,组成所设计的模型机硬件系统(物理机)。 4、设计指令执行流程

数据通路确定和硬件实现后,就可以设计指令系统中每条指令所需要的机器周期数。对于微程序控制的计算机,根据总线结构,需考虑哪些微操作可以安排在同一条微指令中,哪些微操作不能安排在同一条微指令中。 5、确定微程序地址

根据后续微地址的形成方法,确定每个微程序地址及分支转移地址。 6、微指令代码化

根据微指令格式,将微程序流程中的所有微指令代码化,转化成相应的二进制代码写入到控制存储器中的相应单元中。 7、组装、调试

7.1、在总调试前,先按功能模块进行组装和分调,因为只有各功能模块工作正常后,才能保证整机的正常运行。首先调试每条微指令功能,再调试每条机器指令功能。

连接所有模块,用单步微指令方式执行机器指令的微程序流程图,当全部微程序流程图检查完后,若运行结果正确,则在内存中装入一段机器指令,进行其他的运行方式等功能调试及执行指令的正确性验证。

7.2、当所有功能模块都调试正常后,进入总调试。根据设计的模型机设计模型机功能测试验证程序,运行程序验证模型机功能。

四、课程设计报告要求:

课程设计报告要求打印,其中的数据通路框图、微程序流程图、实验接线图用VISIO等绘图工具软件绘制或用铅笔工工整整绘制,要求图文清晰,报告内容包括:

(1)封面

(包括:题目、所在系、班级、学号、指导教师及时间等项) (2)任务书 (3)目录

(目录要层次清晰,要给出标题及页次,目录的最后一项是无序号的“参考文献”)。 (4)正文

正文应按目录中编排的章节依次撰写,要求论述清楚,文字简练通顺,插图清晰,书写整洁,充分体现“设计”的思想。文中图、表及公式应规范地绘制和书写。正文是实践设计报告的主体,具体由以下几部分组成:

1)课程设计题目; 2)课程设计使用的实验设备;

3)课程设计步骤(包括确定所设计计算机的功能和用途、指令系统、总体结构与数据通路、设计指令执行流程、确定微程序地址、微指令代码化、组装、调试、测试验证程序与功能验证情况。)

4)课程设计总结(包括自己的收获与体会;遇到的问题和解决的方法等); (5)附录

附录1:数据通路图 附录2:微程序流程图 附录3:实验接线图

附录4:实验程序及微程序 附录5:参考文献(资料)

五、设计工作量:

(1)作品:设计的最终作品包括硬件和软件两个部分,要求硬件实现正确,能够演示并达到设计指标的要求。每个学生(或小组)在作品完成后,要经指导教师检查,同意拆除后方可拆卸。

(2)论文:严格按上述课程设计说明书的要求撰写和装订。每个学生一份。

六、成绩评定标准:

课程设计的成绩分为:优秀、良好、中等、及格、不及格五个等级。

优秀:完成复杂模型机的设计与实现,指令系统完备有更新扩充。调试成功。文档规范齐全。

良好:完成模型机的设计与实现,指令系统指令种类丰富有一定的更新。调试成功。文档规范齐全。

中等:完成基本模型机的设计与实现,在老师指导下对指令系统有更新。调试成功。文档规范齐全。

及格:完成基本模型机的设计与实现。调试成功。文档规范齐全。