计算机组成原理除法课程设计Word文档格式.docx
- 文档编号:13875848
- 上传时间:2022-10-14
- 格式:DOCX
- 页数:16
- 大小:267.25KB
计算机组成原理除法课程设计Word文档格式.docx
《计算机组成原理除法课程设计Word文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《计算机组成原理除法课程设计Word文档格式.docx(16页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
计
技
术
参
数
1.本系统采用DJ-CPTH超强型计算机组成原理教学实验系统搭建电路图,在实验箱上实现指令系统。
2.利用软件工程中的可行性研究以及分析方法,进行系统分析。
要
求
1在基本模型机的基础上设计取数、存数、输入、输出、与、或、非、加法、减法、移位指令等,用这些指令的助记符不得与指导书上相同。
2.指令包括立即数寻址、寄存器直接寻址、存储器直接寻址三种寻址方式。
3.利用新构建的指令系统编程,分别实现求补、同或、异或、乘法、除法、两存储单元数据交换等功能。
工
作
量
1.课程设计说明书2000字;
2.画出流程图,编写微指令代码和程序。
划
1.首先认真研究老师所给的题目,了解题目要求做什么。
2.查阅资料,解决难题。
3.编写源程序并调试之。
4.写课程设计说明书
考
资
料
[1]蒋本珊.计算机组成原理(第2版).北京:
清华大学出版社,2011
[2]白中英.计算机组成原理(第二版).北京:
科学出版社,2008
[3]DJ-CPTH超强型计算机组成原理与系统结构实验指导书
[4]沈美明.汇编语言程序设计北京:
清华大学出版社
指导教师签字
教研室主任签字
2012年12月17日
指导教师评语:
成绩:
年月日
安徽理工大学课程设计(论文)成绩评定表
摘要
本次计算机组成原理课程设计课题是基本模型机的设计与实现。
利用CPU与简单模型机来实现计算机组成原理课程设计,编写指令的应用程序,用微程序控制器实现一系列的指令功能,最终达到将理论与实践相联系。
本次设计完成了相关指令的格式以及编码的设计,实现了机器指令微代码,完成具有一定功能的程序。
在基本模型机的基础上构建一组能实现输入、输出、加、减、逻辑与、逻辑或、逻辑非、转移指令等8个功能的指令,这些指令的助记符不得与指导书上相同。
指令包括立即数寻址、寄存器直接寻址、存储器直接寻址三种寻址方式。
利用新构建的指令系统编程,实现交换两存储单元数据的功能。
关键字:
指令系统,寻址方式,算术逻辑
1系统分析
1.1设计背景
一台计算机所能执行的各种指令集合称为指令系统或指令集。
一台特定的计算机只能执行自己指令系统中的指令。
因此,指令系统就是计算机的机器语言。
指令系统表征着计算机的基本功能和使用属性,它是计算机系统设计中的核心问题。
指令系统的设计主要括指令功能、操作类型的设计,寻址方式和指令格式的设计。
计算机的性能与它所设置的指令系统有很大的关系,指令系统反映了计算机的主要属性,而指令系统的设置又与机器的硬件结构密切相关。
指令是计算机执行某种操作的命令,而指令系统是一台计算机中所有机器指令的集合。
通常性能较好的计算机都设置有功能齐全、通用性强、指令丰富的指令系统,而指令功能的实现需要复杂的硬件结构来支持。
本课程设计的模型机的指令码为8位,根据指令类型的不同,可以有0到2个操作数,指令码的最低两位用来选择R0-R3寄存器。
在微程序控制方式下,用指令码作为微地址来寻址微程序存储器,找到执行该指令的微程序。
在本模型机中,一条指令最多分为四个状态周期,一个状态周期为一个时钟脉冲,每个状态周期产生不同的控制逻辑,实现模型机的各种功能。
模型机有24位控制位以控制寄存器的输入输出,选择运算器的运算功能,存储器的读写。
简言之,这次设计,计算机数据通路的控制将由微程序控制器来完成,CPU从内存中取出一条机器指令到指令执行结束的一个指令周期,全部由微指令组成的序列来完成,即一条机器指令对应一条微程序,一条微程序又有若干微指令组成,一条微指令的功能由24位操作信号(即控制位)实现。
本设计是在DJ-CPT816计算机组成原理实验仪和仿真软件上进行的
24位控制位分别介绍如下:
XRD:
外部设备读信号,当给出个外设的地址后,输出此信号,从指定外设读数据。
EMWR:
程序存储器EM写信号
EMRD:
程序存储器EM读信号
PCOE:
将程序计数器PC的值送到地址总线ABUS上
EMEN:
将程序存储器EM与数据总线DBUS接通,有EMWR和EMRD决定是将DBUS数据写入EM中,还是从EM读出数据到DBUS
IREN:
将程序存储器EM独处的数据打入指令寄存器IR和微指令计数器uPC
EINT:
中断返回时清除中断响应和中断请求标志,便于下次中断。
ELP:
PC打入允许,与指令寄存器的IR2.,IR3位结合,控制程序跳转。
MAREN:
将数据总线DBUS上数据打入地址寄存器MAR
MAROE:
将地址寄存器MAR的值送到地址总线ABUS上
OUTEN:
将数据总线DBUS上数据送到输出端口寄存器OUT里
STEN:
将数据总线DBUS上数据存到堆栈寄存器里
RRD:
读寄存器组R0-R3,寄存器R?
的选择由指令的最低两位决定
RWR:
写寄存器组R0-R3,寄存器R?
CN:
决定运算器是否带进位移位,CN=1带进位,CN=0不带进位
FEN:
将标志位存入ALU内部的标志寄存器
X2,X1,X0三位组合来译码选择将数据送到DBUS上的哪个寄存器,见表1
WEN:
将数据总线DBUS的值打入工作寄存器W中
AEN:
将数据总线DBUS的值打入累加器A中
S2,S1,S0三位组合决定ALU做何种运算,见表2
表1选择具体的寄存器
X2X1X0
输出寄存器
000
IN_OE外部输入门
001
IA_OE中断向量
010
ST_OE堆栈寄存器
011
PC_OEPC寄存器
100
D_OE直通门
101
R_OE右移门
110
L_OE左移门
111
没有输出
表2ALU运算
S2S1S0
功能
A+W加
A-W减
A|W或
A&
W与
A+W+C带进位加
A-W-C带进位减
~AA取反
A输出A
1.2设计目标
本课程设计要求实现机器指令:
MOV(传送)、OUTE(输出)、AND(逻辑与)、ORE(逻辑或)、ADDE(不带进位算术加)、ADDCE(带进位算术加)、SUBE(不带进位算术减)、JCE、JZE、JMPE(转移指令)。
并且要包括立即数寻址,寄存器直接寻址,存储器直接寻址三种寻址方式。
最后要在设计的指令系统基础上,编写程序实现除法功能。
2系统设计
2.1模型机的指令系统设计
根据设计要求,设计出的指令要包括传送、逻辑与、逻辑或、算术加、减运算、输入、输出、转移这八种指令,且要运用立即数寻址、寄存器直接寻址、存储器直接寻址三种寻址方式。
由此设计出新的指令系统,如下截图
图2.1新的指令系统
2.2模型机的微指令设计
(1)微指令的24位控制位如下:
(2)设计出的微指令集如下表:
助记符
状态
微地址
微程序
数据输出
数据打入
地址输
出
运算
器
uPC
PC
_FETCH_
T0
00
CBFFFF
指令寄存器IR
PC输出
A输出
写入
1
01
FFFFFF
02
03
ADDA,#*
T2
04
C7FFEF
存储器值EM
寄存器W
T1
05
FFFE90
ALU直通
寄存器A,
标志位C,Z
加运
算
06
07
SUBA,#*
08
09
FFFE91
寄存器A标志
位C,Z
减运
0A
0B
ANDR,#*
T3
0C
0D
FFF7F7
0E
FFFE93
0F
OUT
10
FFDF9F
用户OUT
11
12
13
JMP*
14
C6FFFF
寄存器PC
写
入
15
16
17
MOVR?
#*
18
C7FBFF
寄存器R?
19
1A
1B
JZ*
1C
1D
1F
20
RRR?
21
22
FFF9BF
23
24
MOVA,#*
25
C7FFF7
26
27
28
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 计算机 组成 原理 除法 课程设计
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)