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网络空间安全
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2023
计算机组成原理 ·实验报
告·
I
评 分 表
评 分 项
总分
得分
设计思路
15
电路图
5
测试图
5
单周期
MIPS
CPU
故障分析
10
设计思路
15
电路图
5
测试图
5
实
验
多周期
MIPS
CPU
故障分析
10
实验总结
10
设计
总结
实验心得
10
段落缩进是否规范
2
图表及编号是否规范
2
字号字体是否统一
2
是否签名
1
格
式
其他
3
合 计
教 师 签 名
II
目 录
1 实验概述 ..............................................................................................3
1.1 实验名称 .............................................................................................3
1.2 实验所需软件及设备 .........................................................................3
1.3 实验目的 .............................................................................................3
1.4 实验基础 .............................................................................................3
1.5 实验内容及要求 .................................................................................3
2 CPU 设计实验 .......................................................................................5
2.1 单周期 MIPS CPU 设计 .......................................................................5
2.2 多周期 MIPS 微程序 CPU 设计..........................................................6
3 总结与心得...........................................................................................7
3.1 实验总结 .............................................................................................7
3.2 实验心得 .............................................................................................7
3
1 实验概述
1.1 实验名称
CPU 设计---单周期和多周期 MIPS CPU(8 条指令)。
1.2 实验所需软件及设备
(1) Logisim2.7.1 软件 1 套
(2) 微型计算机 1 台；
1.3 实验目的
理解 MIPS 单周期和多周期处理器的基本原理，能分别利用硬布线控
制器和微程序控制器的设计原理在 Logisim 平台中设计实现 MIPS 单周
期和多周期处理器。
1.4 实验基础
硬布线和微程序控制器基本原理、MIPS 指令执行流程、寄存器相关
知识、存储器访问相关基础知识等。
1.5 实验内容及要求
完成单周期硬布线控制器和多周期微程序控制器电路的设计。
了解单周期硬布线控制器和多周期微程序控制器电路的基本概念及
使用原理，支持表 1 中的 8 条核心指令，实现 MIPS 处理器能运行实验包
中 sort 排序程序，利用冒泡排序对数据进行升序排序。
4
表 1 MIPS 指令及功能描述
