文档介绍：计算机科学与技术学院
2012
计算机组成原理课程设计报告
题目:
基于微程序控制器的
简单计算机系统设计与实现
专业:
计算机科学与技术
班级:
CS0907
学号:
U200915075
姓名:
刘珂男
电话:
**********
邮件:
630433811@
实验台:
38台同组:陈克
完成日期:
2012-03-04 周日下午
指导教师:
刘景宁吴非谭志虎孙百勇
课程设计任务书
一、设计题目
基于微程序控制器的简单计算机系统设计与实现
二、设计内容
设计模型机系统的总体结构、指令系统和时序信号。在对该模型机系统中的部件功能利用EDA软件的仿真功能进行仿真分析和功能验证的基础上,将部分电路下载到FPGA,并与适当的外围器件相配合,实现模型机的整机系统。要求所设计的整机系统能支持自动和单步运行方式,能正确地执行存放在主存中的程序的功能,对主要的数据流和控制流通过LED适时显示信息。
三、设计要求
支持算术运算、逻辑运算、存储器读写、寄存器间数据传送等几类指令;
支持立即数寻址、直接寻址、隐含寻址、寄存器寻址等几种基本数据寻址方式和顺序寻址、跳跃寻址方式;
支持10条以上的指令;
能运行由自己设计的指令系统构成的一段程序,程序执行功能正确。
四、设计流程
根据课程设计指导书的要求,制定出设计方案;
画出模型计算机系统的原理框图和器件连接图,分析器件连接图中各器件不同引脚的功能,哪些可以固定连接,哪些需要通过微程序来控制,以及这些控制信号的有效形式;
画出各指令的指令周期流程图和所需要的控制信号;
设计出实现指令功能的微程序控制器或硬布线控制器;
布线、调试、验收;
课程设计报告和总结。
五、成绩评定
成绩评定根据考勤、课程设计的过程、课程设计的效果、课程设计报告质量等进行综合评定;其中设计过程和结果占70%,课程设计报告占30%;课程设计的成绩评定等级为不及格、及格、中、良好、优秀五级;对基本功能进行扩展或设计具有非常鲜明的特征和一定程度的创新,可根据实际情况加分。
六、设计报告要求
课程设计报告主要内容包括:设计题目、设计目的、设备器材、设计原理及内容、设计步骤、遇到的问题及解决方法、设计总结、参考文献等。要求在适当位置配合相应的实验原理图、数据通路图、微程序流程图、实验接线图、微指令代码表等图表进行说明。总结部分主要写设计工作简介以及设计体会。应做到文理通顺,内容正确完整,书写工整,装订整齐。课程设计报告采用《计算机组成原理》专用设计报告模板,A4纸双面打印,除框图外需附下载的设计图以及微指令控制点图。
七、时间安排
课程设计的总体时间为2周,具体安排如下:
第1天:到实验室布置任务和集中讲解。
第2天:学生自己设计,选择并熟悉自己所要的芯片。
第3天:领导线和芯片,进行芯片功能测试,在此基础上修改完善原设计方案。
第4天到第10天:实验室调试、验收。
八、主要参考文献
秦磊华,王小兰. 计算机组成原理实验指导及课程设计指导书(基于EDA平台). 武汉:华中科技大学出版社,2010年.
秦磊华,吴非,. 北京:清华大学出版社,2011年.
DAVID (美).计算机组成与设计硬件/软件接口(原书第3版).北京:机械工业出版社. 2007年.
袁春风编著. 计算机组成与系统结构. 北京:清华大学出版社,2011年.
目录
1 课程设计概述 7
课设目的 7
设计任务 7
设计要求 8
2 实验原理与环境 9
实验原理 9
实验环境 9
3 总体方案设计 10
需求分析 10
硬件设计 10
软件设计 16
4 详细设计与实现 18
选用芯片 18
硬件实现 24
软件实现 30
5 实验过程与调试 48
仿真XXX 48
主要故障与调试 49
功能测试 51
实验流程图 53
6 设计总结与心得 55
课设总结 55
课设心得 57
参考文献 59
附录(实验电路大图及部分重要的图)附在纸质档后面
1、课程设计概述

计算机组成原理是计算机专业的核心专业基础课,也是作为计算机专业的学生应该要好好掌握的重要学科。课程设计属于设计型实验,不仅锻炼学生简单计算机系统的设计能力,考验同学的创新思维,而且通过进行设计及实现,进一步提高分析和解决问题的能力。再者,组成原理课设也是对学生们一个学期的学习成果的检验和巩固,也是同学们提高分析、定位、排错能力的一次机会。
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