计算机组成原理课程设计——微程序设计报告书.pdf

计算机组成原理是计算机科学与技术专业的重要课程，其核心之一是微程序设计。微程序设计是一种在硬件层面实现计算机指令集的方法，它将每条机器指令分解为一系列微指令，这些微指令组合起来构成微程序，控制计算机的执行单元按照预定步骤运行。在这个课程设计报告书中，学生被要求设计一个微程序控制器来实现特定的指令集。 设计的目标是实现以下四个指令功能： 1. 调用（CALL addr）：类似于80X86处理器的调用指令，addr是8位二进制地址，用于存储下一条要执行的指令地址。 2. 返回（RET）：结束子程序执行，返回到调用指令的下一条指令。 3. 存储器到存储器传送（MOV memi, memj）：数据在两个内存位置之间移动，memi和memj必须不同。 4. 带右移的加法运算（ADD Ri, Rj, N）：Ri寄存器的值加上Rj寄存器的值，然后右移N位（N范围为0-7），结果存回Ri，Rj的值保持不变。 为了完成这个设计，学生需要做以下工作： 1. 设计指令格式和编码：确定每个指令的字节布局，包括操作码、地址字段和其他控制信息。 2. 实现微代码：为每个机器指令编写相应的微程序，微程序由一系列微指令组成，每个微指令对应计算机执行的一个基本操作。 3. 编写应用程序：根据定义的指令集，设计并编写测试程序，确保所有指令都能正确执行。 4. 上机调试：在模拟或实际硬件平台上运行测试程序，验证指令的正确性。 5. 完整设计报告：撰写报告，详细说明设计过程、遇到的问题、解决方案以及测试结果。 设计报告通常会包括以下几个部分： 1. 设计目的：强调通过设计活动提升对计算机原理的理解和实践能力。 2. 设计要求：明确指出需要实现的功能和设计规范。 3. 设计方法：描述如何构建微程序控制器，包括微指令格式、微指令编码规则、控制存储器组织等。 4. 测试与验证：展示测试程序和运行结果，证明设计的正确性。 5. 结果分析：对设计进行总结，可能包括性能评估、优化措施以及设计中的挑战和解决策略。 这个课程设计旨在让学生深入理解计算机硬件如何执行指令，以及如何通过微程序设计来定制计算机的行为。通过这样的实践，学生不仅能巩固理论知识，还能提高问题解决、编程和团队协作的能力。