计算机组成原理生产实习内容一一台模型计算机的设计

附件1计算机组成原理生产实习内容（一）一台模型计算机的设计一、教学目的、任务与实验设备教学目的（1）融会贯通本课程各章节的内容，通过知识的综合运用，加深对计算机系统各模块的工作原理及相互联系的认识，加深计算机工作中“时间—空间”概念的理解，从而清晰地建立计算机的整机概念。（2）学习设计和调试计算机的基本步骤和方法，提高使用软件仿真工具和集成电路的基本技能。（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和经验。2．设计与调试任务（1）按给定的数据格式和指令系统，在所提供的器件范围内，设计一台微程序控制的模型计算机。（2）根据设计图纸，在MAX+PLUS平台上进行仿真，并下载到EL教学实验箱上进行调试成功。（3）在调试成功的基础上，整理出设计图纸和其他文件。包括：①总框图(数据通路图)；②微程序控制器逻辑图；②微程序流程图；④微程序代码表；⑤元件排列图（或VHD程序清单）；⑥设计说明书；⑦调试小结。实验设备PC机一台EL教学实验箱MAX+PLUSⅡ配套软件二、数据格式和指令系统本模型机是一个8位定点二进制计算机，具有四个通用寄存器：R0～R3，能执行11条指令，主存容量为256KB。文数据么格式裳数据松按规贯定采蚁用定历点补浊码表酱示法秤，字公长为摇8位缸，其作中最旁高位叛（第旺7位邀）为秘符号俱位，崇小数精点位幻置定甜在符芬号位亮后面饼，其负格式咱如下四：流数值睬相对允于十悔进制离数的羊表示惹范围寇为：腰号水吓蕉寻挎艘踢盼扰板突专扛钩臂－1捐≤更X遍≤筐1追―声2赌―哗7总指令伏格式纵及功辉能纽由于青本模糠型机牛机器墨字只悟有8喜位二束进制肾长度近，故栋使用份单字督长指骂令和榜双字瞎长指磨令。械⑴推LD崖R泰Ri宝，往D谜格式名剧突买测7夕父北洪乡4租师3趁析2悬1继候0霜0患0凝女0炕0此Ri柳不榨用查D唤功能麦：今Ri礼←燥M济（谈D猜）堡S烈TR韵R性i壶，趁D啄格式喜出栋支聚7晋歼抄粗执4著猴3向喉2识1佣初0博0签0乎美0酱倦1踏Ri绒不娘用秋D毯功能坚：偏M严（移D尖）蔬←膝（叶Ri盾）苍A哈DD席R钱i中，凭Rj啦格式锅润栗叮北7瞒练蚀想兄4巧轮3食粗2障1狂笛0巧0伞0闻半1影0肢Ri售Rj椒功能浴：渗Ri遵柴←荐（悦Ri垄）＋社（坝Rj玩）培SU处B哭Ri铃，野Rj滥格式芹偿厌吊疾7宇疮草折视4淹腾3妇匹2约1灯驳0植0暑0遣静1常1匆Ri周Rj爽功能澡：板Ri外寇←心（申Ri骄）－默（俘Rj聚）鱼AN摇D童Ri群，乒Rj跃格式虾尤渡甚程7省蛮属籍韵4仁维3剑葬2带1炎搜0困0沸1萄薯0把0滚Ri允Rj放功能倍：以Ri号拳←划（劣Ri聪）阅∧违（毯Rj煮）货OR困R范i萝，袄Rj弄格式阳验劲你际7围特痒再鬼4叉悦3抛变2荐1谷象0双0防1暮误0页1达Ri邀Rj倒功能栋：层Ri漂筐←京（射Ri罗）阔∨锁（那Rj稼）礼MU石L统Ri夹，夺Rj跨格式咳转命斯受7溉慈述撇且4劲寇3盖郑2玩1历续0挪0龟1皱高1摆0踩Ri浮Rj怜功能胸：虑R尊i耗←寿（佛Ri柴）牙×倍（歪Rj洗）排转移是指令樱格式架牛凡惠耍7看意圣浴碍4第销3锯烟2神1竹芦0彻0势1摘隔1错须1型条件荷不乞用案D你功能酒：钳条件抄码碑0奉0困无条淋件转袄移星黑闲泪层PC捐悔←瘦D钉01稍珠协有进素位转衫移颈绸伏绣耐PC馆严←芳D吴结果吨为0恶转移赶情运撕PC置千←企D刘结果吩为负徒转移真碗撇拖PC呈亏←鸭D竹⑼漠创IN汇嘴R骨i鲁，短M植j榜格式预概卸激料7见殃浸牧乖4庸依3抗翻2敏1系麻0聚1零0匠0喇愉0业Ri妹M祖j毅其中址M侮j色为设骡备地王址，千可以键指定摩四种急外围降设备展，当挨M讨j薯=0饰1时羊，选呼中实尝验箱逢的二青进制盆代码戴开关费。功缎能：赵惜R唉i风←象（江M诊j健）杯装夸师椒躲⑽昼府OU默T孩子R惭i咏，单M堤j揪格式絮洗柜看洒7恨喜凤陶保4数冤3澡施2战1坟购0钳1架0艇0终涌0薪Ri员M大j息当M鼻j龟=1料0时品，选收中实琴验箱番的显倦示灯缓。功酸能：陪易（暮M散j新）宜←集R阀i险⑾依劳HA完LT翁（停离机指筑令）舰格式夫皇垃眯废7渠升脑假级4睁响3怕督2督1严磨0阀1呆0删0嫂添0茅不用迈不用脊巩飘总欠功能起：潜棚岔园倡脆从协用于日实现壮停机该。甜蒜三、欺总体特设计棕总体印设计担的主酸要任指务是招(1悔)袜选定贼CP轨U中钩所使浩用的亮产要切器件携；腹(2国)酸根据朴指令俭系统诞、选土用的能器件布和设谈计指努标，翻设计乒指令极流的它数据不通路云；歌(3黎)篇根据垮指令覆系统祖、选阀用的滩器件域和设棋计指构标，搞设计运数据再流的扬数据越通路呀。搅计算光机的锻工作用过程速，实线质上偏是不妹同的示数据目流在混控制怕信号殖作用蚀下在因限定垄的数姻据通珍路中艘进行锡传送瞧。数粱据通爹路不饼同，种指令伤所经锯过的恶操作柳过程长也不两同，叮机器圾的结椒构也仙就不昨—草样，超因此伞数据筒通路异的设洗计是满至关咐重要邮的。厌所谓痒数据服通路测的设春计，椅也就诞是确园定机听器各轨逻辑楼部件倘相对依位置想的总隆框图旷。轰数据么远路斯的设赤计，川目前孙还没刮有非程常标财准的喂方法祸。主狸要是机依据咬设计翅者的盲经验捆，并荒参考蓬现有屯机器默的三传种典板型形患式（攀单总挽线、坡双总宁线或找三总痒线结编构）青，根祝据指壤令系毫统的减要求疾，可捉采用叙试探樱方法篮来完淋成。羊其主仿要步场骤如味下：虽(月1)绕对暮指令碎系统员中的尖各条连指令露进行六分析白，得撒出所趋需要厅的指装令周宗期与咏操作收序列傲，以惩便决锣定各鼓器件获的类河型和罩数量扔。央(蚂2)侦构浊成一粥个总膝框图她草图犯，进雹行各洽逻辑赤部件影之间宁的互刷相连斤接，芽即初器步确枕定数肚据通馒路，祥使得博由指亮令系悠统所睛包涵荣的数岂据通嫁路都毯能实势现，竭并满葬足技盏术指协标的盗要求卷。抗(阅3)旗检真验全版部指衔令周序期的决操作病序列暑，确蓬定所折需要侵的控咽制点桐和控胳制信掏号。奇(丧4)钳检州查所晚设计崇的数故据通刻路，骄尽可敌能降支低成驴本，昂简化财线路石。揉以上殃过程脆可以羊反复个进行盼，以鹊便得控到一局个较激好的掏方案手。稿图1氏给出渠了一圈个没纲有考们虑乘秋法除净法指决令操务作的失总框趟图参跳考方蒜案，位注意帖，在胶此方模案确智定之芝后，霸应该遮检查春所选马用的车各个盾器件屈是否惹满足请数据间通路抵的要摔求。榴实际块上，罩数据燃通路赖的设政计与导器件踪的选索择应舰同时愤进行绒而不推能分名离地里工作晌。其岩次，蝶接入桨总线眠的器据件都教要有歉三态窗输出巨，以铅便与朱总线叙连接月。另申外，元在信飞息传悔送过搜程中扣应当寺注意柱器件般原码拖和反近码输将出的俩配合筐关系精。渡图1佩所示升的方牙案采根用单四总线络结构蜻，使止用的户许多少器件房都是伪三态鱼输出吵，这选种方然案便邮于总卷线的杀连接坏和扩卖展，片但缺驼点是洁指令效和数加据的鸟传送构都要豪经过章总线肥，因馋此对神总线谦的使张用权尤就要串分配六得当撤。另践外，凯执行漫算术若逻辑呈指令溜时，车先将嫩第一中个操搂作数言由通镜用寄屈存器喉R夺i捧送至绣缓冲去寄存应器效DR冈1咐，然沃后再薪由通肿用寄饮存器拣R寻j直取第间二个近操作兰数送扭至缓然冲寄慰存器转DR无2悠，之侵后送稍往A应L吸U柿进行舱运算塞。显巩然，请执行早—粗条算庄术逻格辑指启令的齿时间言相应搅要长超一些圈。居链神脏网顿怀锋季鱼羡端图1奏厕模型来机数内据通默路框配图爸四、胡微程方序控浓制器裹数据喜通路型框图塔—劫旦确凶定，搂指令绘流与奉数据认流的哗通路山也就图随之论最后臭确定盆，因读而运享算器俗和控文制器支的大津部分宝结构漠也就堵确定旺下来注了。践图1衣中各挂功能烂器件禾上还舰标注性了控输制点构及其帽控制剂信号马．这指些控绒制信掩号就蚕是微弄程序舍控制拆器进泉行设铁计的葵依据宣。痰1．粘微指咽令格赛式娃微指纤令格虑式建钟议采框用水丰平型被微指懒令，咏微命香令编连码采到用直师接表等示法冲和分春段直随接译模码法见相结见合的挥混合授表示舱法，宝以缩耳短微卖指令解长度腿。后免继地峡址采贿用断羞定方威式。摔微指朽令格帖式如缺下：偷控制康字段属判别们字段赚下址顺字段筑同学发们应箱根据弃本模疤型的膨具体巧情况拣来确暂定各凭字段缴的长拳度。塞微程叔序控竿制器扬根据窄微指六令和喉微程协序的建长度集，确疼定控绩制存睡储器把需选沈用几扩片E召PR浅OM出（2搜71责6）污用位负扩展夺方式脾组成拾。究3．阴微程秆序设项计赔将机梯器的票全部植指令瑞系统说采用败微指狗令序诉列实拥现的亲过程烤，叫宿做微葬程序寻设计桑。一额条机睡器指盟令对励应一女个微屈程序齿，1隆1条挽机器绵指令逢应当酬对应捧11扬个微股程序蓄。钢微指沿令格买式确剩定后晨，微旱程序砍的横历向设层计在舞于正友确地街选择牢数据舌通路削，纵驳向设级计在土于确切定后艘继微验指令版地址搂．事留实上察，微鬼程序费设计捏的关隆键在虫于纵草向设悦计，埋即如往何确宪定下坏一条草微指听令的代地址谊。通候常的是做法繁是先滩确定冈微程疯序分虎支处完的微扣地址端，因县为微勒程序因分支篇处需走要进匹行判候别测浮试。以这些晴微地摧址确央定以俘后，沟就可童以在未一个枕“畜微地垫址表原”旷中把挪相应菊的微决地址鼻单元解填进炊去，饲以免泛后面士的设社计中研重复浪使用何而未驼发现应，以斜致造嘉成设无计错螺误。卸五、兔输入游输出羞输入融输出储是人山机联漫系的抵重要丛手段申，输樱入可猜采用斑开关醒、键挖盘等文方式线，输赴出可拼采用别字符铜显示幕或打病印输惜出等务方式课。考书虑到款成本债与设唤备因短素，更本模教型机喷采用拿最简盯单的赴二进怪制开颗关输百入和写发光琴二极窃管显都示的遍方法签，换贩句话驾说，再本模景型机纳中只礼使用猎两种强“送外部胸设备寄”叹：一股种是粗二进此制代介码开四关，症它作流为输掌入设透备；权另一单种是挨发光骗二极粘管，既它作冲为输外出设否备。辫本设丧计为拐了节只省器免件，泳输入吐输出勤时可熊以不扑设置贿专门电的数鉴据缓鸽冲寄劣存器橡。例仪如输懒入时塘，二亚进制汇开关共数据登直接忆经过蛮三态良门送脉到总脱线上闷，只瞎要开屯关状海态不暑变，胁输入缴的信蚂息也控就不鼓变。乌输出掀时，精将输瓜出数惠据送救到数制据总贩线B决US悬上，君驱动重发光伤二极猎管进土行显独示。短如果赢采用悦正规缎的输纹入输恒出方催法，孙可采赶用相坛应的纪器件戚构成软接口符电路利。庸六、绵组装甘与调蛮试乏元器铜件的度布局但与连析接痕由图改1看下出，旋数据猪通路才一旦格确定拖之后观，在桂调试柜过程零中将闷会很扮少有启变化客。因缴此从总组装捆和调粗试的简角度闷来看胆，模沸型机嫂总框成图可脉划分廊为如添下三夫个相鸟对独档立的孤功能么模块德：丧(1恐)运最算器酬、存匆储器蹈和系棕统总讽线押(2废)时此序产音生器猛(3绸)微蹲程序路控制棚器暴本模菠型机屋所使驰用的沾器件司较多泊，布剑线的屿工作录量相奥当大奖，希邮望同盈学们象认真淡、细寄致地兆工作活。湿元器姑件布例局的今一般获原则盖是尽严心能砍地按蹈功能垦电路湾相对红集中魔，这连样做唇的好拴处是诚各器伴件之漂间的脱连线维较短蛾，同敏时也情便于丝组装组和调校试．乒丝唯为了红安装山和调袋试检投查方半便，岩集成压电路规应当腊以相液同方爪向排码列。某通常苹总是奉把集题成电弱路片柄的定视位缺扫口向晨左，盏此时零它的享电源旅脚在拨左上线角，育接地保脚在刑右下急角。学这种硬排列爽有利书于设陡置电作源线闭与地帆线。撑规整桶的布烧线不介仅对怀调试货维修厉带来缘方便强，也领可以严保证绝线路烫可靠捏地工辟作，注任何返马马绑虎虎膨的接卷线将帐会给纳调试阔带来熟难以碌想象贝的后询果，宗因此层在布庄线前长必须并对布更线质召量给臂予高巨度重加视。括分调光试蚕按功橡能模皮块进绑行分阻调是丈实现词总调轰的前引提和垦基础吊，因依为只惠有各陪功能树模块眨工作喜正常治后，唯才能泻保证渴全机绒的正佳确运欧行。拦为此幻必须慕—算步一模个脚蹈印、声精心芦做好驴分调低试，上切不警可赶帜急图献快，预以免刷在未把做好扔分调谷的情妄况下社进入趁总调佳，而拾最后吩又不猛得不辰返回妙头来勉重新菠分调逆。分埋调的撕重点界放在该时序燃产生姓器和闻微程宝序控拌制器猫上。总调畏当各苗模块测分调腰正常仪后，身可将银控制筋器发李出的蛇控制剩信号蔬线接政到相驱应的炮功能拘部件答中去吹，转申入全冷机总所调试返。同药总调莫的第熔一步稠，事干实上魔是检池查全底部微村程序捎流程敲图。间方法惑是用袜单步笼方式狐读出袋并执娱行微昼指令俱。进梢行的呀顺序拍