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东北大学秦皇岛分校-指令系统及机器周期电路设计.doc

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课程设计

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东北大学秦皇岛分校-指令系统及机器周期电路设计.doc

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东北大学秦皇岛分校

计算机组成原理课程设计

指令系统及机器周期电路设计

专业名称

计算机科学与技术

班级学号

学生姓名

指导教师

袁静波

设计时间

课程设计任务书

专业：计算机科学与技术学号：学生姓名（签名）：

设计题目：指令系统及机器周期电路设计

一、设计实验条件。

综合楼实验室 808

二、设计任务及要求。

1. 7 号指令；

2. 14 号指令；

3. 28 号指令；

4. 33 号指令；

5. 机器周期产生电路（设 A、B 类指令分别有 2 和 4 个机器周期）；

6. 74LS139 译码器；

三、设计报告的内容。

1、设计题目与设计任务（设计任务书）

题目：指令系统及机器周期电路设计

1、 7 号、14、28、33 号指令的设计；

2、机器周期产生电路（设 A、B 类指令分别有 2 和 4 个机器周期）；

3、 74LS139 译码器。

2、前言（绪论）。

1. 通过一学期对计算机组成原理课程的学习，结合知识的综合运用，加深对计算机系统各

个模块的工作原理及相互联系的认识；

2. 学习运用 VHDL 进行 FPGA/CPLD 设计的基本步骤和方法，熟悉 EDA 的设计、模拟调试工

具的使用，体会 FPGA/CPLD 技术相对于传统开发技术的优点；

3. 培养科学研究的独立工作能力，取得工程设计与组装调试的实践经验。

3、设计主体。

【设计分析】：

（1）、指令系统设计：

指令系统设计：7、14、28、33 号指令

7 号指令：ADD A, EM 将存储器 EM 地址的值加入累加器 A 中

助记符：ADD A,EM

格式：操作码和地址码

操作码：ADD

地址码：A,EM

功能：将存储器 EM 地址的值加入累加器 A 中

寻址方式：直接寻址

14 号指令：SUB A, @R? 从累加器 A 中减去间址存储器的值

助记符：SUB A, @R?

格式：操作码和地址码

操作码：SUB

地址码：A,@R?

功能：从累加器 A 中减去间址存储器的值

寻址方式：寄存器间接寻址

28 号指令：OR A, #II 累加器 A“或”立即数 II

助记符：OR A, #II

格式：操作码和地址码

操作码：OR

地址码：A,#II

功能：累加器 A“或”立即数 II

寻址方式：立即数寻址

33 号指令：MOV R?, A 将 A 中的值送入 R?中

助记符：MOV R?, A

格式：操作码和地址码

操作码：MOV

地址码：R?,A

功能：将 A 中的值送入 R?中

寻址方式：寄存器间接寻址

（2）、模型机硬件设计：

题目：机器周期产生电路

功能：功能不同的指令可能具有不同的机器周期。假设模型机指令系统的 A、B 两类指令的机

器周期数分别为 2、4，故机器周期可采用如图所示的控制方式，其中 M0 代表取值周期，

M3 代表执行周期，执行周期结束后进入下一个 M0，即取下一条指令，故所有指令都应

该从 M3 周期返回到 M0 周期。对 A 类指令，只有 2 个机器周期，故从 M0 直接转换到

M3,；对 B 类指令，有 4 个机器周期，按进行控制。当机器处于某

一周期 i（i=0,1,2,3）时，相应的机器周期 Mi=1，其余的均处于“0”状态。初始化

时令 M0=1，进入取指周期。

图 1 模拟机的机器周期控制方式

（3）、逻辑电路设计：

题目：74LS139 译码器

功能：实现双二—四译码器。

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