计算机组成原理课程设计报告-2

计算机组成原理课程设计报告JUC2模型机的微程序设计姓名沈钰城学号3140604029专业信息安全指导教师肖铁军江苏大学计算机学院2016年1月6日实验环境使用的硬件实验板（1）品牌，型号实验板品牌：Altera

实验板型号：DE2-115

FPGA芯片品牌：Cyclone

IV

E

FPGA芯片型号：EP4CE115（2）FPGA在现代工业中的应用FPGA令系统开发商的产品更快速地推向市场；更长的生命周期；灵活性，可支持各种标准和网络协议；低成本，低功耗。在工业应用中，FPGA可取代旧的ASIC技术，提供更具成本有效性的解决方案；FPGA作为通信协处理器负责连接到以太网的工作，灵活的解决方案可以通过一个硬件平台支持多种协议；用FPGA控制马达，通过它的嵌入式处理器，实时特性和数字编码器轻松实现。另一个典型应用是马达控制。目前世界工业电力的2/3都用来驱动电机，但只有2%的电机使用了可变速的驱动，如果使用变速电机控制每年将节约10个发电厂的能量。使用电机控制芯片技术将把工业应用的能耗效率提升到88%。系统有这样的需求：在增加以太网连接能力同时不想增加额外的器件；想要灵活的方法去控制多个马达和差异化的产品；想要一个支持马达控制和现场总线连接能力的单芯片方案。基于CyloneIII的马达驱动方案通过集成了不同的算法和I/O接口可满足不同的特性需求。Altera与第三方伙伴合作，将他们提供的优化算法整合到FPGA中，一个平台可实现多个电机控制，大大提高能源利用效率使用的设计软件（1）品牌、名称、版本、发布年份软件品牌：Altera名称：quartusii版本：12.0发布年份：2012（2）行业对该软件的评价Altera的QuartusII可编程逻辑软件属于第四代PLD开发平台。该平台支持一个工作组环境下的设计要求，其中包括支持基于Internet的协作设计。Quartus平台与Cadence、ExemplarLogic、MentorGraphics、Synopsys和Synplicity等EDA供应商的开发工具相兼容。改进了软件的LogicLock模块设计功能，增添了FastFit编译选项，推进了网络编辑性能，而且提升了调试能力。支持MAX7000/MAX3000等乘积项器件QuartusII设计套装的其他特性包括：DSPBuilder12.0新的数字信号处理(DSP)支持——通过系统控制台，与MATLAB的DDR存储器进行通信，并具有新的浮点功能，提高了设计效能，以及DSP效率。经过改进的视频和图像处理(VIP)套装以及视频接口IP——通过具有边缘自适应算法的ScalerIIMegaCore功能以及新的Avalon-Streaming(Avalon-ST)视频监视和跟踪系统IP内核，简化了视频处理应用的开发。增强收发器设计和验证——更新了ArriaVFPGA的收发器工具包支持，进一步提高收发器数据速率(对于StratixVFPGA，高达14.1Gbps)。3.使用的调试工具硬件：JUPOD调试适配器软件：JULAB实验系统软件江苏大学计算机学院研发二．课程设计的总体目标目标要求掌握微程序的设计方法掌握将汇编指令翻译成机器指令的方法(3) 熟悉利用调试软件运行、调试微程序的方法微程序设计取指令的微程序设计微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F900020080001100020000001PCoe,ARce00100069002000012110002ARoe′,RD,DRce′,PCinc002CC000003630000000003DRoe,IRce00300000404000000002004BM2取目的操作数的微程序设计直接寻址的微程序微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F902C20080033100020000033PCoe,ARce03300069034000012110034ARoe’,DRce’,PCinc,RD034C0080035600020000035DRoe,ARce03500061036000012010036ARoe’,DRce’,RD036D4000007650000000007DRoe,Ace执行阶段的微程序设计INC指令的微程序微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F90711A700E50069300007050PSwce,INC,SVce,BM=7保存运算结果的微程序微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F905160030052300003000052Soe,DRce05200052200000011021000ARoe’,DRoe’,WRJMP指令的微程序微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F9070A4000200510000001000ARoe,PCce调机程序设计程序STYLEREF1\s1SEQ程序\*ARABIC\s110030: 0460; INC0040H0031: 0040; 0032: 0420; JMP0030H0033: 0030;运行调试运行调试记录表举例：操作微地址微指令运行结果及分析程序1-1复位CPU00000000000PC=0030运行前(0040H)=1234微指令单步00020080001AR=0030。PC->AR00100069002DR=0460，PC=0031。指令->DR，PC加1002CC000003IR=0460。DR->IR00300000404BM2…….…….…….运行结果05200052200DR->0040H,(0040H)=1235JMP执行阶段070A4000200PC=0030小结通过这次课程设计，充分了解到了自己所进行的实验的实现方法，实验工具和实验的内容对现代社会