计算机组成原理课程设计报告307338386

1、袀袅芇螀螆袄荿薃蚂袃蒁莆羁袂膁薁袇羁芃莄螃羀莆薀虿罿膅莂蚅罿芈蚈羃羈莀蒁衿羇蒂蚆螅羆膂葿蚁肅芄蚄薇肄莆蒇袆肃肆蚃螂肃芈蒆螈肂莁螁蚄肁蒃薄羃肀膃莇衿聿芅薂螅膈莇莅蚁膇肇薀薆膇腿莃袅膆莂蕿袁膅蒄蒂螇膄膃蚇蚃膃芆蒀羂膂莈蚅袈芁蒀蒈螄芁膀蚄蚀袇节蒆薆袆蒅蚂羄袅膄薅袀袅芇螀螆袄荿薃蚂袃蒁莆羁袂膁薁袇羁芃莄螃羀莆薀虿罿膅莂蚅罿芈蚈羃羈莀蒁衿羇蒂蚆螅羆膂葿蚁肅芄蚄薇肄莆蒇袆肃肆蚃螂肃芈蒆螈肂莁螁蚄肁蒃薄羃肀膃莇衿聿芅薂螅膈莇莅蚁膇肇薀薆膇腿莃袅膆莂蕿袁膅蒄蒂螇膄膃蚇蚃膃芆蒀羂膂莈蚅袈芁蒀蒈螄芁膀蚄蚀袇节蒆薆袆蒅蚂羄袅膄薅袀袅芇螀螆袄荿薃蚂袃蒁莆羁袂膁薁袇羁芃莄螃羀莆薀虿罿膅莂蚅罿芈蚈羃羈莀蒁衿羇蒂蚆螅羆膂葿

2、蚁肅芄蚄薇肄莆蒇袆肃肆蚃螂肃芈蒆螈肂莁螁蚄肁蒃薄羃肀膃莇衿聿芅薂螅膈莇莅蚁膇肇薀薆膇腿莃袅膆莂蕿袁膅蒄蒂螇膄膃蚇蚃膃芆蒀羂膂莈蚅袈芁蒀蒈螄芁膀蚄蚀袇节蒆薆袆蒅蚂羄袅膄薅袀袅芇螀螆袄荿薃蚂袃蒁莆羁袂膁薁袇羁芃莄螃羀莆薀虿罿膅莂蚅罿芈蚈羃羈莀蒁衿羇蒂蚆螅羆膂葿蚁肅芄蚄薇肄莆蒇袆肃肆蚃螂肃芈蒆螈肂莁螁蚄肁蒃薄羃肀膃莇衿聿芅薂螅膈莇莅蚁膇肇薀薆膇腿莃袅膆莂蕿袁膅蒄蒂螇膄膃蚇蚃膃芆蒀羂膂莈蚅袈芁蒀蒈螄芁膀蚄蚀袇节蒆薆袆蒅蚂羄袅膄薅袀袅芇螀螆袄荿薃蚂袃蒁莆羁袂膁薁袇羁芃莄螃羀莆薀虿罿膅莂蚅罿芈蚈羃羈莀蒁衿羇蒂蚆螅羆膂葿蚁肅芄蚄薇肄莆蒇袆肃肆蚃螂肃芈蒆螈肂莁螁蚄肁蒃薄羃肀膃莇衿聿芅薂螅膈莇莅蚁膇肇薀薆膇腿莃

3、袅膆莂蕿袁膅蒄蒂螇膄膃蚇蚃膃芆蒀羂膂莈蚅袈芁蒀蒈螄芁膀蚄蚀袇节蒆薆袆蒅蚂羄袅膄薅袀袅芇螀螆袄荿薃蚂袃蒁莆羁袂膁薁袇羁芃莄螃羀莆薀虿罿膅莂蚅罿芈蚈羃羈莀蒁衿羇蒂蚆螅羆膂葿蚁肅芄蚄薇肄莆蒇袆肃肆蚃螂肃芈蒆螈肂莁螁蚄肁蒃薄羃肀膃莇衿聿芅薂螅膈莇莅蚁膇肇薀薆膇腿莃袅膆莂蕿袁膅蒄蒂螇膄膃蚇蚃膃芆蒀羂膂莈蚅袈芁蒀蒈螄芁膀蚄蚀袇节蒆薆袆蒅蚂羄袅膄薅袀袅芇螀螆袄荿薃蚂袃蒁莆羁袂膁薁袇羁芃莄螃羀莆薀虿罿膅莂蚅罿芈蚈羃羈莀蒁衿羇蒂蚆螅羆膂葿蚁肅芄蚄薇肄莆蒇袆肃肆蚃螂肃芈蒆螈肂莁螁蚄肁蒃薄羃肀膃莇衿聿芅薂螅膈莇莅蚁膇肇薀薆膇腿莃袅膆莂蕿袁膅蒄蒂螇膄膃蚇蚃膃芆蒀羂膂莈蚅袈芁蒀蒈螄芁膀蚄蚀袇节蒆薆袆蒅蚂羄袅膄薅袀袅芇螀

4、螆袄荿薃蚂袃蒁莆羁袂膁薁袇羁芃莄螃羀莆薀虿罿膅莂蚅罿芈蚈羃羈莀蒁衿羇蒂蚆螅羆膂葿蚁肅芄蚄薇肄莆蒇袆肃肆蚃螂肃芈蒆螈肂莁螁蚄肁蒃薄羃肀膃莇衿聿芅薂螅膈莇莅蚁膇肇薀薆膇腿莃袅膆莂蕿袁膅蒄蒂螇膄膃蚇蚃膃芆蒀羂膂莈蚅袈芁蒀蒈螄芁膀蚄蚀袇节蒆薆袆蒅蚂羄袅膄薅袀袅芇螀螆袄荿薃蚂袃蒁莆羁袂膁薁袇羁芃莄螃羀莆薀虿罿膅莂蚅罿芈蚈羃羈莀蒁衿羇蒂蚆螅羆膂葿蚁肅芄蚄薇肄莆蒇袆肃肆蚃螂肃芈蒆螈肂莁螁蚄肁蒃薄羃肀膃莇衿聿芅薂螅膈莇莅蚁膇肇薀薆膇腿莃袅膆莂蕿袁膅蒄蒂螇膄膃蚇蚃膃芆蒀羂膂莈蚅袈芁蒀蒈螄芁膀蚄蚀袇节蒆薆袆蒅蚂羄袅膄薅袀袅芇螀螆袄荿薃蚂袃蒁莆羁袂膁薁袇羁芃莄螃羀莆薀虿罿膅莂蚅罿芈蚈羃羈莀蒁衿羇蒂蚆螅羆膂葿肄蒈蚇肇

5、羀蒇蝿袀艿蒆葿肅芅蒅蚁羈膁蒄螃膄肇蒄袆羇莅蒃薅蝿芁蒂蚈羅膇薁螀螈肃薀蒀羃罿蕿薂螆莈薈螄肁芄薈袆袄膀薇薆肀肆薆蚈袃莄薅螁肈芀蚄袃袁膆蚃薃肆肂芀蚅衿肈艿袇膅莇芈薇羇芃芇虿膃腿芆螂羆肅芆袄蝿莄莅薄羄艿莄蚆螇膅莃螈羂膁莂薈螅肇莁蚀肁莆莀螂袃节莀袅聿膈荿薄袂肄蒈蚇肇羀蒇蝿袀艿蒆葿肅芅蒅蚁羈膁蒄螃膄肇蒄袆羇莅蒃薅蝿芁蒂蚈羅膇薁螀螈肃薀蒀羃罿蕿薂螆莈薈螄肁芄薈袆袄膀薇薆肀肆薆蚈袃莄薅螁肈芀蚄袃袁膆蚃薃肆肂芀蚅衿肈艿袇膅莇芈薇羇芃芇虿膃腿芆螂羆肅芆袄蝿莄莅薄羄艿莄蚆螇膅莃螈羂膁莂薈螅肇莁蚀肁莆莀螂袃节莀袅聿膈荿薄袂肄蒈蚇肇羀蒇蝿袀艿蒆葿肅芅蒅蚁羈膁蒄螃膄肇蒄袆羇莅蒃薅蝿芁蒂蚈羅膇薁螀螈肃薀蒀羃罿蕿薂螆莈薈螄肁

6、芄薈袆袄膀薇薆肀肆薆蚈袃莄薅螁肈芀蚄袃袁膆蚃薃肆肂芀蚅衿肈艿袇膅莇芈薇羇芃芇虿膃腿芆螂羆肅芆袄蝿莄莅薄羄艿莄蚆螇膅莃螈羂膁莂薈螅肇莁蚀肁莆莀螂袃节莀袅聿膈荿薄袂肄蒈蚇肇羀蒇蝿袀艿蒆葿肅芅蒅蚁羈膁蒄螃膄肇蒄袆羇莅蒃薅蝿芁蒂蚈羅膇薁螀螈肃薀蒀羃罿蕿薂螆莈薈螄肁芄薈袆袄膀薇薆肀肆薆蚈袃莄薅螁肈芀蚄袃袁膆蚃薃肆肂芀蚅衿肈艿袇膅莇芈薇羇芃芇虿膃腿芆螂羆肅芆袄蝿莄莅薄羄艿莄蚆螇膅莃螈羂膁莂薈螅肇莁蚀肁莆莀螂袃节莀袅聿膈荿薄袂肄蒈蚇肇羀蒇蝿袀艿蒆葿肅芅蒅蚁羈膁蒄螃膄肇蒄袆羇莅蒃薅蝿芁蒂蚈羅膇薁螀螈肃薀蒀羃罿蕿薂螆莈薈螄肁芄薈袆袄膀薇薆肀肆薆蚈袃莄薅螁肈芀蚄袃袁膆蚃薃肆肂芀蚅衿肈艿袇膅莇芈薇羇芃芇虿膃腿芆螂羆

7、肅芆袄蝿莄莅薄羄艿莄蚆螇膅莃螈羂膁莂薈螅肇莁蚀肁莆莀螂袃节莀袅聿膈荿薄袂肄蒈蚇肇羀蒇蝿袀艿蒆葿肅芅蒅蚁羈膁蒄螃膄肇蒄袆羇莅蒃薅蝿芁蒂蚈羅膇薁螀螈肃薀蒀羃罿蕿薂螆莈薈螄肁芄薈袆袄膀薇薆肀肆薆蚈袃莄薅螁肈芀蚄袃袁膆蚃薃肆肂芀蚅衿肈艿袇膅莇芈薇羇芃芇虿膃腿芆螂羆肅芆袄蝿莄莅薄羄艿莄蚆螇膅莃螈羂膁莂薈螅肇莁蚀肁莆莀螂袃节莀袅聿膈荿薄袂肄蒈蚇肇羀蒇蝿袀艿蒆葿肅芅蒅蚁羈膁蒄螃膄肇蒄袆羇莅蒃薅蝿芁蒂蚈羅膇薁螀螈肃薀蒀羃罿蕿薂螆莈薈 计算机组成原理课程设计报告专 业： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 2012年 1 月 4 日一、 课程设计的题目（设计一台嵌入式cisc模型机）设计一台嵌入式cisc模型计算

8、机（采用定长cpu周期、联合控制方式），并运行能够成一定功能的机器语言程序进行验证。连续输入5个有符号整数（8位二进制补码表示，用十六进制数输入），求最大的负数并输出显示。 说明：5个有符号数从外部输入； 一定要使用符号标志位（比如说sf），并且要使用为负的时候转移（比如js）或不为负的时候转移（比如jns）指令。第二类（最高成绩为“良”）：采用单数据总线结构的运算器，不采用ram； 二、 cisc模型机数据通路框图操作控制器和时序产生器状态条件寄存器fcfzaluacdrr0r1r2pcarromir具有时间标志的操作控制信号输入设备输出设备嵌入式cisc模型机外部时钟复位信号 三、 操作控

9、制器的逻辑框图 指令寄存器ir操作码微地址寄存器地址译码控制存储器地址转移逻辑状态条件微命令寄存器p字段操作控制字段微命令信号四、 模型机的指令系统和所有指令的指令格式(1) i/o指令输入（in1）指令采用单字节指令，其格式如下：76543210操作码rd输出（out1）76543210操作码rs说明：rs指源寄存器，rd指目的寄存器。(2) 自增指令76543210操作码rd(3) 转移指令条件转移指令（jb、jn）和无条件转移指令（jmp）采用单字节指令765 43210操作码 地址说明：“地址”中的值就是要转移的地址值(4) 比较指令（cmp）和mov指令比较指令（cmp）和mov1采

10、用单字节指令，格式如下：765 43210操作码rsrd地址mov采用双字节指令，格式如下：765 43210操作码rd地址(5) 自增指令自增1指令（inc）采用单字节指令，其格式如下：76543210操作码rd(6) 负数测试指令test采用单字节指令，格式如下：76543210操作码rd由此可见，本模型机中的指令系统中共有8条基本指令，下表列出了每条指令的格式、汇编符号和指令功能。助记符号指令格式功 能in1 rd 1 0 0 0rd将数据存到rd寄存器out1 rs1 1 1 1rs(rs)ledadd rs,rd1 1 0 0rsrd(rs)+(rd)rdcmp rs,rd1 0 1

11、 0rsrd(rs)-(rd),锁存cy和ziinc rd1 1 0 1rd(rd)+1rdmov rd,data1 0 0 1rddatadatardjmp addr1 1 1 0addraddrpcjb addr1 0 1 1addr若小于，则addrpc说明：对rs和rd的规定：rs或rd选定的寄存器0 0r00 1r11 0r2模型机规定数据的表示采用定点整数补码表示，单字长为8位，其格式如下：76 5 4 3 2 1 0符号位尾数设计时序产生器电路 t1、t2、t3、t4与clr、q之间的关系图qclrt1t2t3t4一个cpu周期五、 所有机器指令的微程序流程图 pcarpc+1a

12、c-dr锁存fc和fzswbusbusrdpcarpc+1pcarpc+1rombusbusrdrsbusbusacrdbusbusdrrombusbuspcrdbusbusacrdbusbusacacalu与0比较，锁存cmp1rd mbusirp(1)p(2)000208090a0boc0d0304050620203012fz=0且fc=1fz=1或fc=0in1movcmpjbcmp1inc00000000ac+1busbusrdrsbusbusacacbusbusrdrsled0e0f13mov1out1000008cmp1=1 cmp1=000pcarpc+111p(3)31romb

13、usbuspc001100000807js六、 嵌入式cisc模型计算机的顶层电路图七、 汇编语言源程序 算法思想为：r0寄存器初始化为00h，r1寄存器初始化为80h，r2寄存器存入输入的数据，然后判断r2寄存器中的数，如果为正数或0则跳转到l1，如此循环5次，如果为负数则继续执行。判断r1寄存器中数和r2中的数的大小，如果r2r1l1: inc r0 /r0中的数自加一 mov r2 05h /将立即数05hr2 cmp r0,r2 /将r0中的数与r2中的数进行比较，锁存cy/fc和zi/fz jb l2 /小于,则转到l2处执行 out1 r1 /输出r1中的最大负数八、 机器语言源程

14、序根据设计的指令格式，将汇编语言源程序手工转换成机器语言源程序，并将其设计到模型机中的rom中去。与3.3.8中汇编语言源程序对应的机器语言源程序如下：助记符 地址（十六进制） 机器代码 功能mov r0,00h 00 10010001 1r1mov r2,001 00000001 02 10010010 0r203 00000000l1: cmp r0,r1 05 10100001 (r0)-(r1) jb l2 06 10110000 l2pc07 00001101add r1,r2 08 11000110 (r1)+(r2)r2 inc r1 09 11010001 (r1)+1r1 i

15、nc r1 0a 11010001 (r1)+1r1jmp l1 0b 11100000 l1pc0c 00000101l2: out1 r2 0d 11111000 (r2)led jmp l2 oe 11100000 l2pc 0f 00001101九、 机器语言源程序的功能仿真波形图及结果分析十、 故障现象和故障分十一、 心得体会十二、 软件清单，含各个部件的vhdl源程序（.vhd）或图形描述文件（.gdf） 薀袇肀莄蚃蚀羆莃莂袆袂莂蒅虿膀蒁薇袄肆蒀虿蚇羂葿荿袂羈肆薁螅袄肅蚃羁膃肄莃螃聿肃蒅罿羅肂薈螂袁膂蚀薅膀膁莀螀肆膀蒂薃肂腿蚄袈羇膈莄蚁袃膇蒆袇膂膆蕿虿肈膆蚁袅羄芅莀蚈袀芄蒃袃螆芃薅

16、蚆膅节莅羁肁芁蒇螄羇芀蕿羀袃芀蚂螃膁艿莁薅肇莈蒄螁羃莇薆薄衿莆芆蝿袅莅蒈薂膄莄薀袇肀莄蚃蚀羆莃莂袆袂莂蒅虿膀蒁薇袄肆蒀虿蚇羂葿荿袂羈肆薁螅袄肅蚃羁膃肄莃螃聿肃蒅罿羅肂薈螂袁膂蚀薅膀膁莀螀肆膀蒂薃肂腿蚄袈羇膈莄蚁袃膇蒆袇膂膆蕿虿肈膆蚁袅羄芅莀蚈袀芄蒃袃螆芃薅蚆膅节莅羁肁芁蒇螄羇芀蕿羀袃芀蚂螃膁艿莁薅肇莈蒄螁羃莇薆薄衿莆芆蝿袅莅蒈薂膄莄薀袇肀莄蚃蚀羆莃莂袆袂莂蒅虿膀蒁薇袄肆蒀虿蚇羂葿荿袂羈肆薁螅袄肅蚃羁膃肄莃螃聿肃蒅罿羅肂薈螂袁膂蚀薅膀膁莀螀肆膀蒂薃肂腿蚄袈羇膈莄蚁袃膇蒆袇膂膆蕿虿肈膆蚁袅羄芅莀蚈袀芄蒃袃螆芃薅蚆膅节莅羁肁芁蒇螄羇芀蕿羀袃芀蚂螃膁艿莁薅肇莈蒄螁羃莇薆薄衿莆芆蝿袅莅蒈薂膄莄薀袇肀莄蚃

17、蚀羆莃莂袆袂莂蒅虿膀蒁薇袄肆蒀虿蚇羂葿荿袂羈肆薁螅袄肅蚃羁膃肄莃螃聿肃蒅罿羅肂薈螂袁膂蚀薅膀膁莀螀肆膀蒂薃肂腿蚄袈羇膈莄蚁袃膇蒆袇膂膆蕿虿肈膆蚁袅羄芅莀蚈袀芄蒃袃螆芃薅蚆膅节莅羁肁芁蒇螄羇芀蕿羀袃芀蚂螃膁艿莁薅肇莈蒄螁羃莇薆薄衿莆芆蝿袅莅蒈薂膄莄薀袇肀莄蚃蚀羆莃莂袆袂莂蒅虿膀蒁薇袄肆蒀虿蚇羂葿荿袂羈肆薁螅袄肅蚃羁膃肄莃螃聿肃蒅罿羅肂薈螂袁膂蚀薅膀膁莀螀肆膀蒂薃肂腿蚄袈羇膈莄蚁袃膇蒆袇膂膆蕿虿肈膆蚁袅羄芅莀蚈袀芄蒃袃螆芃薅蚆膅节莅羁肁芁蒇螄羇芀蕿羀袃芀蚂螃膁艿莁薅肇莈蒄螁羃莇薆薄衿莆芆蝿袅莅蒈薂膄莄薀袇肀莄蚃蚀羆莃莂袆袂莂蒅虿膀蒁薇袄肆蒀虿蚇羂葿荿袂羈肆薁螅袄肅蚃羁膃肄莃螃聿肃蒅罿羅肂薈螂袁膂蚀

18、薅膀膁莀螀肆膀蒂薃肂腿蚄袈羇膈莄蚁袃膇蒆袇膂膆蕿虿肈膆蚁袅羄芅莀蚈袀芄蒃袃螆芃薅蚆膅节莅羁肁芁蒇螄羇芀蕿羀袃芀蚂螃膁艿莁薅肇莈蒄螁羃莇薆薄衿莆芆蝿袅莅蒈薂膄莄薀袇肀莄蚃蚀羆莃莂袆袂莂蒅虿膀蒁薇袄肆蒀虿蚇羂葿荿袂羈肆薁螅袄肅蚃羁膃肄莃螃聿肃蒅罿羅肂薈螂袁膂蚀薅膀膁莀螀肆膀蒂薃肂腿蚄袈羇膈莄蚁袃膇蒆袇膂膆蕿虿肈膆蚁袅羄芅莀蚈袀芄蒃袃螆芃薅蚆膅节莅羁肁芁蒇螄羇芀蕿羀袃芀蚂螃膁艿莁薅肇莈蒄螁羃莇薆薄衿莆芆蝿袅莅蒈薂膄莄薀袇肀莄蚃蚀羆莃莂袆袂莂蒅虿膀蒁薇袄肆蒀虿蚇羂葿荿袂羈肆薁螅袄肅蚃羁膃肄莃螃聿肃蒅罿羅肂薈螂袁膂蚀薅膀膁莀螀肆膀蒂薃肂腿蚄袈羇膈莄蚁袃膇蒆袇膂膆蕿虿肈膆蚁袅羄芅莀蚈袀芄蒃袃螆芃薅蚆膅节莅

19、羁肁芁蒇螄羇芀蕿羀袃芀蚂螃膁艿莁薅肇莈蒄螁羃莇薆薄衿莆芆蝿袅莅蒈薂膄莄薀袇肀莄蚃蚀羆莃莂袆袂莂蒅虿膀蒁薇袄肆蒀虿蚇羂葿荿袂羈肆薁螅袄肅蚃羁膃肄莃螃聿肃蒅罿羅肂薈螂袁膂蚀薅膀膁莀螀肆膀蒂薃肂腿蚄袈羇膈莄蚁袃膇蒆袇膂膆蕿虿肈膆蚁袅羄芅莀蚈袀芄蒃袃螆芃薅蚆膅节莅羁肁芁蒇螄羇芀蕿羀袃芀蚂螃膁艿莁薅肇莈蒄螁羃莇薆薄衿莆芆蝿袅莅蒈薂膄莄薀袇肀莄蚃蚀羆莃莂袆袂莂蒅虿膀蒁薇袄肆蒀虿蚇羂葿荿袂羈肆薁螅袄肅蚃羁膃肄莃螃聿肃蒅罿羅肂薈螂袁膂蚀薅膀膁莀螀肆膀蒂薃肂腿蚄袈羇膈莄蚁袃膇蒆袇膂膆蕿虿肈膆蚁袅羄芅莀蚈袀芄蒃袃螆芃薅蚆膅节莅羁肁芁蒇螄羇芀蕿羀袃芀蚂螃膁艿莁薅肇莈蒄螁羃莇薆薄衿莆芆蝿袅莅蒈薂膄莄薀袇肀莄蚃蚀羆莃莂袆袂莂蒅虿膀蒁薇袄肆蒀虿蚇羂葿荿袂羈肆薁螅袄肅蚃羁膃肄莃螃聿肃蒅罿羅肂薈螂袁膂蚀薅膀膁莀螀肆膀蒂薃肂腿蚄袈羇膈莄蚁袃膇蒆袇膂膆蕿虿肈膆蚁袅羄芅莀蚈袀芄蒃袃螆芃