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计算机组成原理课程设计——基本模型机的设计—跳转指令的实现.pdf
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2021-10-10
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计算机专业
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学 号:
课 程 设 计
题 目
基本模型机的设计—跳转指令的实现
学 院
计算机科学与技术学院
专 业
计算机科学与技术专业
班 级
姓 名
指导教师
年 月 日
课程设计任务书
学生姓名: 专业班级:计算机科学与技术
指导教师: 工作单位:计算机科学与技术学院
题 目: 基本模型机的设计——跳转指令的实现
初始条件:
理论: 学完“电工电子学”、“数字逻辑”、“汇编语言程序设计” 、和“计算机
组成原理”课程,掌握计算机组成原理实验平台的使用。
实践: 计算机学院科学系实验中心提供计算机、实验的软件、硬件平台,在
实验中心硬件平台验证设计结果。
要求完成的主要任务 :
(包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体
要求)
1、基本模型机系统分析与设计,利用所学的计算机组成原理课程中的知识和提供
的实验平台完成设计任务,从而建立清晰完整的整机概念。
2、根据课程设计题目的要求,编制实验所需的程序,上机测试并分析所设计的程
序。
3、课程设计的书写报告应包括:
(1)课程设计的题目。
(2)设计的目的及设计原理。
(3)根据设计要求给出模型机的逻辑框图。
(4)设计指令系统,并分析指令格式。
(5)设计微程序及其实现的方法(包括微指令格式的设计,后续微地址的产
生方法以及微程序入口地址的形成) 。
(6)模型机当中时序的设计安排。
(7)设计指令执行流程。
(8)给出编制的源程序 , 写出程序的指令代码及微程序。
(9)说明在使用软件 HKCPT的联机方式与脱机方式的实现过程(包括编制程
序中跳转指令的时序分析,累加器 A 和有关寄存器、存储器的数据变化
以及数据流程)。
(10)课程设计总结(设计的特点、不足、收获与体会) 。
时间安排:
周一:熟悉相关资料。 周二:系统分析 , 设计程序。
周三、四:编程并上实验平台调试 周五:撰写课程设计报告。
指导教师签名: 年 月 日
系主任(或责任教师)签名: 年 月 日
1、课程设计的题目
基本模型机的设计——跳转指令的实现
2、设计的目的及设计原理。
2.1 课程设计目的
此次课程设计的主要目的有:在详细了解所发的资料内容后,根据书本的理论和之
前的实践知识,掌握计算机组成原理实验平台的各个单元模块的工作的原理 , 并了解软
件 HKCPT的联机、使用方式,是学会规划读 / 写内存、寄存器、数值计算等功能 , 要会编
写相应的微程序 , 并在软件 HKCPT加以实现。
2.2 课程设计原理
实验系统中模型机的运行是在微程序的控制下进行的,在实验平台中,模型机从
内存中取出、解释、执行机器指令都将由微指令和与之相配合的时序来完成,即 1 条机
器指令对应一个微程序。
这次实验将能在微程序控制下自动产生各部件单元的控制信号, 实现特定指令的功
能。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
一个微程序。
本实验采用五条机器指令: SUB(减法)、 ADD(二进制加法)、 STA(存数)、 MOV
(赋值)、 JMP(无条件转移)、 JC、RRC(循环右移)。
3、根据设计要求给出模型机的逻辑框图
其中运算器由 2 片 74L181 构成 8 位字长的 ALU 单元。 2 片 74LS374 作为 2 个数
据锁存器( DR1、DR2),8 芯插座 ALU-IN 作为数据输入端,可通过短 8 芯扁平电缆,
把数据输入端连接到数据总线上。 数据输入锁存器 DR1 的 EDR1 为低电平,并且 D1CK
有上升沿时,那来自数据总线的数据打入锁存器 DR1。同样使 EDR2 为低电平、 D2CK
有上升沿时把数据总线上的数据打入数据锁存器 DR2。
4、设计指令系统,并分析指令格式
4.1 指令系统
此次实验涉及的指令有以下几种:
MOV R1,#Data 将立即数 Data 送到寄存器 A 中
MOV R0,#Data 将立即数 Data 送到寄存器 RI 中
MOV A, #Data 将立即数 Data 送到寄存器 A 中
JMP Addr 跳转到 Addr 处开始执行
JC Addr 如果有进位 (借位 )跳转到 Addr 处开始执行
RLC A 带进循环左移一位
Add A,R0 将寄存器 R0 中的数据加到累加器 A 中
Sub A,R1 将累加器 A 中的数据减去寄存器 R1 中的数据
STA Addr 将寄存器中内容写入存储器中
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nidezlk
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