组成原理课程设计

PAGE长治学院课程设计报告课程名称：计算机组成原理课程设计设计题目：研制一台实验计算机系别：计算机系专业：计算机科学与技术组别：第四组学生姓名:学号:起止日期:2009年9月15日~2009年12月30日指导教师:

目录TOC\o"1-2"\h\z\u第一章需求分析11.1课程设计任务及要求11.2开发环境1第二章概要设计22.1本设计的功能构成22.2设计方法及原理2第三章详细设计33.1计算过程及说明33.2计算机程序5第四章调试和操作说明64.1系统调试分析64.2操作结果9第五章总结与体会10致谢参考文献附录PAGE9第一章需求分析1.1课程设计任务及要求研制以台性能如下的实验计算机。（1）没有外部设备；（2）运算器采用单累加器多寄存器结构；（3）操作数寻址方式有：立即数寻址、寄存器寻址、直接寻址、寄存器间接寻址；（4）设计由如下指令组成的指令系统，其中L为累加器A，Jx为通用寄存器。将指令的二进制编码填入表中；（5）计算各指令的微地址并写出各指令的微程序；（6）编写汇编语言程序实现如下功能：将内存某个单元的数据相减后存入另一个单元中，若结果为零，则在00B单元中存入数据0，否则在00B单元中存入数据1。要求被减数的地址在某个寄存器Jx中；（7）将该应用程序机器汇编、机器装入、并连续运行，察看运行结果并验证程序的正确性；（8）将下列程序手工汇编、手工装入并运行，察看运行结果。ORG100START:YiDONGL,#08YIDONGJ1,#05JIANL,J1FASONG00DTINGJI1.2开发环境FD-CES-C实验仪：实验仪有两块大板组成,上下两块大板通过排线连接起来第二章概要设计2.1本设计的功能构成寄存器堆模块数据总线缓冲模块运算器模块内存寄存器堆模块数据总线缓冲模块运算器模块内存模块指令部件模块指令部件模块微程序控制模块微程序控制模块地址总线缓冲模块启停和时序模块地址总线缓冲模块启停和时序模块单累加器多寄存器M23M22M21M20M19M18M17M16M15M14M13M12M11S3S2S1S0CN/MX1X0OICL'CP'/CGM10M9M8M7M6M5M4M3M2M1M0OTLP'OBGIP+1DRMLDWC'RC'RRWR'2.2设计方法及原理根据所学知识，把运算器模块、指令部件模块、微程序控制模块、内存模块、启停和时序模块、总线模块连接起来，对信号线进行正确的连接，通过控制FD-CES-C机箱上的小键盘，进行输入，来运行实验计算机。第三章详细设计3.1计算过程及说明设计由如下指令组成的指令系统，其中L为累加器A，Jx为通用寄存器。将指令的二进制编码填入表中，并计算各指令的微地址并写出各指令的微程序。序号指令助记符指令功能指令编码第一字节第二字节1JIANL，JX(L)-(JX)L000000JX2YIDONGL，@JX(I2I1I0(JX))L000001JX3YIDONGL，JX(JX)L001000JX4YIDONGJX，L(L)JX001001JX5ZHUANGZDIZHI(DIZHI)L01000a10aa7~a06FASONGDIZHIL(DIZHI)01001a10aa7~a07ZHUANZDIZHIL是零转移100000a9aa7~a08ZHUANCYDIZHI有进位转移100010a9aa7~a09ZHUANL0DIZHIL0位是1转移100100a9aa7~a010ZHUANYIDIZHI无条件转移100110a9aa7~a011YIDONGL，SHUJUSHUJUL10000100SHUJU12YIDONGJX，SHUJUSHUJUJX101000JXSHUJU13TINGJI停机10100100指令的微地址：指令助记符微地址取指微指令00876ASUBL，JX638EBCMOVL，@JXACCEBCMOVL，JXAF8EBCMOVJX，L088EBFLDAdizhi00CFFALDAdizhi00CFFASTAdizhi00CFFASTAdizhi00CFFAJZdizhi00CFFAJCdizhi000DBEJA0dizhi00876AJMPdizhiMOVL,shuju038FFAMOVJX,shuju008FFBHALT008F9E指令的微程序MOP.MID;getthefirstinstrution;000002H-00876A--;JIANL,JX-638EBC-00876A--;YIDONGL,@JX-ACCEBC-00876A--;YIDONGL,JX-AF8EBC-00876A--;YIDONGJX,L-088EBF-00876A--;ZHUANZDIZHI-00CFFA-030FBA-00876A-;ZHUANZDIZHI-00CFFA-030FBA-00876A-;FASONGDIZHI-00CFFA-0B0EB6-00876A-;FASONGDIZHI-00CFFA-0B0EB6-00876A-;ZHUANZDIZHI-00CFFA;ZHUZNCYDIZHI-000DBE;ZHUANL0DIZHI-00876A;ZHUANYIDIZHI-;YIDONGL,SHUJU-038FFA-00876A--;YIDONGJX,SHUJU-008FFB-00876A--;TINGJI-008F9E-00876A3.2计算机程序3.1.1编写汇编语言程序实现如下功能：将内存某个单元的数据相减后存入另一个单元中，若结果为零，则在00B单元中存入数据0，否则在00B单元中存入数据1。要求被减数的地址在某个寄存器Jx中YIDONGL,#06HFASONG300HYIDONGL,#07HFASONG301HZHUANGZ300HYIDONGJ1,LZHUANG301HJIANL,J1FASONG302HZHUANZDIZHIYIDONGL,#1HFASONG00BDIZHI:YIDONGL,#0HFASONG00BTIJING3.1.2将下列程序手工汇编、手工装入并运行，察看运行结果。ORG100START:YiDONGL,#08YIDONGJ1,#05JIANL,J1FASONG00DTINGJI指令指令地址YiDONGL,#08100:6008YIDONGJ1,#05102:6505JIANL,J1104:05FASONG00D105:A00DTINGJI107:FF第四章调试和操作说明4.1系统调试分析4.1.1.1.调入微程序、指令定义文件和微指令定义文件（1）指令定义文件INS.DEF?2-JIAN4L,JX000000JX-YIDONG4L,@JX000001JX-YIDONG4L,JX001000JX-YIDONG4JX,L001001JX-ZHUANGZ3DIZHI01000a10aa7~a0-FASONG3DIZHI01a7~a0-ZHUANZ3DIZHI100000a9aa7~a0-ZHUANCY3DIZHI100010a9aa7~a0-ZHUANL03DIZHI100100a9aa7~a0-ZHUANYI3DIZHI100110a9aa7~a0-YIDONG2L,SHUJU10000100SHUJU-YIDONG4JX,SHUJU101000JXSHUJU-TINGJI110100100（2）微指令定义文件如下：S3S2S1S0/CNMX1X0OICLCPNONECGOTLPOBGIP+1DRMLDWCRCRRWR点击进入””FD-CESAssembler”,分别调入微指令定义文件BIT.DEF、指令定义文件INS.DEF、微程序MOP.MID,，并对MOP.MID文件进行代码转换，生成数据文件MOP.DAT。汇编源程序选择整机框图实验者首先将PC机与试验机相连，再点击”FD-CESDebugger”,选择通讯口：COM1，进入调试环境，选择整机框图Structure1.4.下载Program、McroProgam、BIT.DEF(1)下载Program：将用户的调试目标程序从PC机下载到计算机的内存中去，其在计算机内存中的起始地址为，确定前需将M/CM开关置于M端。(2)将用户的微程序目标代码MOP.DAT从PC机下载到计算书控存中去，并定义其在控存的起始位置，确认前需将M/CM开关置于CM端。(3)将用户的为指令定义文件DIT.DEF读入。5.调试和运行程序(1)调试程序(2)运行程序按Step进行单步运行按Run进行连续运行4.1.2手工装入并运行小程序1.开关置M输入100，LOAD输入60，W+1输入08，W+1输入65，W+1输入05，W+1输入05，W+1输入A0，W+1输入0D，W+1输入FF，W+1RET停机输入100，LOADSTART连续执行/STEP单步执行输入00D,LOAD检查结果4.2操作结果00D结果0C即8+5=13第五章总结与体会作为计算机专业的我，计算机学的并不好，这一段时间做课程设计遇到了很多困难，真的是很不容易。但是做课程设计的过程也可以说是苦中有甜，学到了很多平时很容易疏忽的知识点，并且能够和同学们一起讨论、互相学习，对我们真的有很大的益处。由于我的经验不足及阅历颇浅，因此，在该计算机的设计方面还有很多不足，通过本次研制实验计算机，现在已经对计算机组成已经有了更进一步的认识，能够设计出实现简单的计算机，虽然这台计算机还有大量缺陷有待改进。我会在以后的学习、工作的过程中，加强计算机专业知识的学习，同时加强自己的动手能力。致谢这次课程设计是在老师的不断指导下完成的我很感谢老师孜孜不倦的教导，还有我们本组同学的帮助，是大家齐心协力才完成了这次课程设计，虽然这次课程设计用了三个多月的时间还做得不太好，但是