機(jī)組課程設(shè)計(jì)報(bào)告基于虛擬平臺(tái)的模型機(jī)及指令系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告課程 計(jì)算機(jī)組成原理 題目 基于虛擬平臺(tái)的模型機(jī) 及指令系統(tǒng)設(shè)計(jì) 年級(jí) 專業(yè) 學(xué)號(hào) 任課教師 2010年 12 月 22 日課程設(shè)計(jì)題目基于虛擬平臺(tái)的模型機(jī)及程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)收時(shí)間2010.12.21驗(yàn)收地點(diǎn)9#307指導(dǎo)教師小組成員具體分工備注課題總體設(shè)計(jì)思想概述手動(dòng)控制將微程序控制器的微命令信號(hào)與時(shí)序電路的節(jié)拍，脈沖信號(hào)相配合，再送往運(yùn)算器，存儲(chǔ)器電路的相應(yīng)控制點(diǎn)進(jìn)行連接。 通過(guò)使用we微指令在存儲(chǔ)器里存入數(shù)據(jù)，通過(guò)rd微指令取出數(shù)據(jù)，并自編程序，驗(yàn)證運(yùn)行結(jié)果的正確性。課題設(shè)計(jì)目的和原理1. 將運(yùn)算器，微程序控制器和存儲(chǔ)器聯(lián)機(jī)，形成簡(jiǎn)單的模型機(jī)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。2. 了解

2、微程序控制器怎樣控制數(shù)據(jù)通路及模型機(jī)運(yùn)行的。3. 通過(guò)運(yùn)行由多條機(jī)器指令構(gòu)成的簡(jiǎn)單程序。進(jìn)一步理解機(jī)器指令和微指令的關(guān)系，了解微程序是如何解釋機(jī)器指令的。 課題設(shè)計(jì)方案一、實(shí)驗(yàn)原理電路如下：二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及器件：計(jì)算機(jī)組成原理虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái);74ls181;74ls57;74ls395;2114;74ls244。三、微程序流程圖如下：課題測(cè)試方案先在ram里存入數(shù)據(jù)：地址數(shù)據(jù)00010010001001000011011001001000測(cè)試數(shù)據(jù)如下：最后的結(jié)果為：r1=0011r2=0011r3=1010錯(cuò)誤及結(jié)果分析1、 使用虛擬平臺(tái)設(shè)計(jì)模型機(jī)時(shí)由于芯片比較多，在連線時(shí)就要特別仔細(xì)，否則出錯(cuò)很

3、難查找位置，同時(shí)芯片的布局也要有規(guī)律，才能使模型機(jī)整體布局合理整齊。2、 可以把各控制點(diǎn)和輸出顯示燈集中放在一個(gè)區(qū)域，這樣易于操作和觀察結(jié)果。3、 在執(zhí)行指令時(shí)，要將寄存器中的數(shù)據(jù)打入alu里進(jìn)行運(yùn)算，可是撥動(dòng)數(shù)據(jù)選擇器74ls157后alu沒(méi)有數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)仔細(xì)檢查后發(fā)現(xiàn)芯片的一個(gè)引腳連錯(cuò)了位置，所以在連電路時(shí)一定要熟悉各個(gè)芯片的功能和引腳的作用。4、 在讀，寫(xiě)ram時(shí)，要先將片選信號(hào)置0芯片才工作，但是在讀或?qū)懖僮魍瓿珊笠欢ㄒ獙⑵x信號(hào)再置1，這樣在總線上進(jìn)行其他數(shù)據(jù)的操作時(shí)才不會(huì)對(duì)alu里的數(shù)據(jù)造成干擾，防止數(shù)據(jù)的丟失和篡改。5、 在執(zhí)行指令時(shí)一定要嚴(yán)格按步驟操作，控制好各個(gè)控制信號(hào)的時(shí)序關(guān)

4、系，才能得出正確的結(jié)果。6、 第一條指令：r1加r2r1從ram的0001號(hào)地址取數(shù)據(jù)0010給r1，傳給alu執(zhí)行r1加r1結(jié)果為0100，將結(jié)果傳回寄存器r1。7、 第二條指令：r1減1r1將r1的數(shù)據(jù)0100給alu，執(zhí)行減1操作，結(jié)果為0011，將結(jié)果再傳回寄存器r1。8、 第三條指令：r2r2從ram的0010址取數(shù)據(jù)0100給r2，r2將數(shù)據(jù)傳給alu執(zhí)行取反操作r2，結(jié)果為1011，傳回r2。9、 第四條指令：r1r2r2將r1和r2的數(shù)據(jù)傳給alu執(zhí)行與操作，結(jié)果為0011傳回r2。10、 第五條指令：（r1+r3）加r1r3從ram的0011地址取數(shù)據(jù)0110給r3，將r1和

5、r3的數(shù)據(jù)傳給alu做運(yùn)算，結(jié)果為1010，將結(jié)果傳回r3。課題設(shè)計(jì)心得本次實(shí)驗(yàn)，搭建電路將運(yùn)算器、微程序控制器和存儲(chǔ)器聯(lián)機(jī)構(gòu)成了簡(jiǎn)單的模型機(jī)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。通過(guò)設(shè)計(jì)微程序，使我更加深刻的了解了怎樣用微程序控制數(shù)據(jù)通路及模擬機(jī)運(yùn)行工作的原理和方法步驟。要使模型機(jī)正常工作，不僅要設(shè)計(jì)好正確合適的指令，更要在執(zhí)行過(guò)程中利用手工操作控制好各個(gè)信號(hào)之間的時(shí)序關(guān)系。這就要求我們對(duì)各個(gè)芯片的控制信號(hào)熟悉的掌握，并且要明確各微指令的操作步驟，控制好各信號(hào)的順序，只有這樣數(shù)據(jù)才能正確的操作，模型機(jī)才可以正常運(yùn)行。在做這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)一定要有耐心，并且連電路時(shí)也要很認(rèn)真細(xì)心，因?yàn)樾酒容^多，線路分布也很復(fù)雜，所以要求我們

6、在掌握模型機(jī)的組成原理的前提下仔細(xì)的連接電路，否則連錯(cuò)了很難修改。同時(shí)在芯片和各輸出輸入控制信號(hào)的布局上也要有周全的考慮，可以講輸入信號(hào)、控制信號(hào)、輸出信號(hào)放在一起就比較方便觀察和操作控制。計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 學(xué) 院本科課程設(shè)計(jì)量化評(píng)分標(biāo)準(zhǔn) (計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)類) 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 年級(jí)和專業(yè)： 指標(biāo)最高分評(píng)分要素評(píng)分方案設(shè)計(jì)20課題明確；總體功能描述及總體電路框圖清楚；課題分工明確，分功能概述及電路接線圖清晰；測(cè)試方案合理可行，理論結(jié)果正確。調(diào)試20平臺(tái)使用熟練；電路信號(hào)控制正確；測(cè)試數(shù)據(jù)設(shè)置得當(dāng)；仿真熟練，結(jié)果完整。驗(yàn)收20經(jīng)過(guò)自行調(diào)試之后，確認(rèn)一切準(zhǔn)備就續(xù)即可請(qǐng)求老師給予驗(yàn)收。一次驗(yàn)收通過(guò)最高可給20分，兩次驗(yàn)收方能通過(guò)則最高只能給10分，依次減少。正式報(bào)告20報(bào)告規(guī)范整潔，內(nèi)容完整；課題設(shè)計(jì)原理及過(guò)程描述清楚；電路總體框圖、電路邏輯接線圖、各類測(cè)試表格等繪制清晰、準(zhǔn)確；用戶使用說(shuō)明書(shū)規(guī)范、明確。課程設(shè)計(jì)小結(jié)20對(duì)課題設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行分析，提出改進(jìn)思路；對(duì)課程設(shè)計(jì)整個(gè)過(guò)程進(jìn)行深入總結(jié)，寫(xiě)出深刻詳細(xì)的設(shè)計(jì)心得；列出設(shè)計(jì)過(guò)程中所采用的參考文獻(xiàn)；團(tuán)隊(duì)合作良好