計(jì)算機(jī)組成原理生產(chǎn)實(shí)習(xí)內(nèi)容一一臺(tái)模型計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)

附件1計(jì)算機(jī)組成原理生產(chǎn)實(shí)習(xí)內(nèi)容（一）一臺(tái)模型計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)一、教學(xué)目的、任務(wù)與實(shí)驗(yàn)設(shè)備教學(xué)目的（1）融會(huì)貫通本課程各章節(jié)的內(nèi)容，通過(guò)知識(shí)的綜合運(yùn)用，加深對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)各模塊的工作原理及相互聯(lián)系的認(rèn)識(shí)，加深計(jì)算機(jī)工作中“時(shí)間—空間”概念的理解，從而清晰地建立計(jì)算機(jī)的整機(jī)概念。（2）學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)和調(diào)試計(jì)算機(jī)的基本步驟和方法，提高使用軟件仿真工具和集成電路的基本技能。（3）培養(yǎng)科學(xué)研究的獨(dú)立工作能力，取得工程設(shè)計(jì)與組裝調(diào)試的實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)。2．設(shè)計(jì)與調(diào)試任務(wù)（1）按給定的數(shù)據(jù)格式和指令系統(tǒng)，在所提供的器件范圍內(nèi)，設(shè)計(jì)一臺(tái)微程序控制的模型計(jì)算機(jī)。（2）根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，在MAX+PLUS平臺(tái)上進(jìn)行仿真，并下載到EL教學(xué)實(shí)驗(yàn)箱上進(jìn)行調(diào)試成功。（3）在調(diào)試成功的基礎(chǔ)上，整理出設(shè)計(jì)圖紙和其他文件。包括：①總框圖(數(shù)據(jù)通路圖)；②微程序控制器邏輯圖；②微程序流程圖；④微程序代碼表；⑤元件排列圖（或VHD程序清單）；⑥設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)；⑦調(diào)試小結(jié)。實(shí)驗(yàn)設(shè)備PC機(jī)一臺(tái)EL教學(xué)實(shí)驗(yàn)箱MAX+PLUSⅡ配套軟件二、數(shù)據(jù)格式和指令系統(tǒng)本模型機(jī)是一個(gè)8位定點(diǎn)二進(jìn)制計(jì)算機(jī)，具有四個(gè)通用寄存器：R0～R3，能執(zhí)行11條指令，主存容量為256KB。文數(shù)據(jù)么格式裳數(shù)據(jù)松按規(guī)貫定采蟻用定歷點(diǎn)補(bǔ)濁碼表醬示法秤，字公長(zhǎng)為搖8位缸，其作中最旁高位叛（第旺7位邀）為秘符號(hào)俱位，崇小數(shù)精點(diǎn)位幻置定甜在符芬號(hào)位亮后面餅，其負(fù)格式咱如下四：流數(shù)值睬相對(duì)允于十悔進(jìn)制離數(shù)的羊表示惹范圍寇為：腰號(hào)水嚇蕉尋挎艘踢盼擾板突?？搞^臂－1捐≤更X遍≤筐1追―聲2賭―嘩7總指令伏格式縱及功輝能紐由于青本?？沸蜋C(jī)牛機(jī)器墨字只悟有8喜位二束進(jìn)制腎長(zhǎng)度近，故棟使用份單字督長(zhǎng)指罵令和榜雙字瞎長(zhǎng)指磨令。械⑴推LD崖R泰Ri寶，往D謎格式名劇突買(mǎi)測(cè)7夕父北洪鄉(xiāng)4租師3趁析2懸1繼候0霜0患0凝女0炕0此Ri柳不榨用查D喚功能麥：今Ri禮←燥M濟(jì)（談D猜）堡S烈TR韻R性i壺，趁D啄格式喜出棟支聚7晉殲抄粗執(zhí)4著猴3向喉2識(shí)1傭初0博0簽0乎美0醬倦1踏Ri絨不娘用秋D毯功能堅(jiān)：偏M嚴(yán)（移D尖）蔬←膝（葉Ri盾）蒼A哈DD席R錢(qián)i中，憑Rj啦格式鍋潤(rùn)栗叮北7瞞練蝕想兄4巧輪3食粗2障1狂笛0巧0傘0聞半1影0肢Ri售Rj椒功能?。簼BRi遵柴←薦（悅Ri壟）＋社（壩Rj玩）培SU處B哭Ri鈴，野Rj濫格式芹償厭吊疾7宇瘡草折視4淹騰3婦匹2約1燈駁0植0暑0遣靜1常1匆Ri周Rj爽功能澡：板Ri外寇←心（申Ri驕）－默（俘Rj聚）魚(yú)AN搖D童Ri群，乒Rj躍格式蝦尤渡甚程7省蠻屬籍韻4仁維3劍葬2帶1炎搜0困0沸1萄薯0把0滾Ri允Rj放功能倍：以Ri號(hào)拳←劃（劣Ri聰）閱∧違（毯Rj煮）貨OR困R范i蘿，襖Rj弄格式陽(yáng)驗(yàn)勁你際7圍特癢再鬼4叉悅3拋?zhàn)?薦1谷象0雙0防1暮誤0頁(yè)1達(dá)Ri邀Rj倒功能棟：層Ri漂筐←京（射Ri羅）闊∨鎖（那Rj稼）禮MU石L統(tǒng)Ri夾，奪Rj跨格式咳轉(zhuǎn)命斯受7溉慈述撇且4勁寇3蓋鄭2玩1歷續(xù)0挪0龜1皺高1擺0踩Ri浮Rj憐功能胸：慮R尊i耗←壽（佛Ri柴）牙×倍（歪Rj洗）排轉(zhuǎn)移是指令櫻格式架牛凡惠耍7看意圣浴礙4第銷(xiāo)3鋸煙2神1竹蘆0徹0勢(shì)1摘隔1錯(cuò)須1型條件荷不乞用案D你功能酒：鉗條件抄碼碑0奉0困無(wú)條淋件轉(zhuǎn)襖移星黑閑淚層PC捐悔←瘦D釘01稍珠協(xié)有進(jìn)素位轉(zhuǎn)衫移頸綢伏繡耐PC館嚴(yán)←芳D吳結(jié)果噸為0惡轉(zhuǎn)移趕情運(yùn)撕PC置千←企D劉結(jié)果吩為負(fù)徒轉(zhuǎn)移真碗撇拖PC呈虧←鴨D竹⑼漠創(chuàng)IN匯嘴R骨i魯，短M植j榜格式預(yù)概卸激料7見(jiàn)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業(yè)Ri妹M祖j毅其中址M侮j色為設(shè)騾備地王址，千可以鍵指定摩四種急外圍降設(shè)備展，當(dāng)挨M討j薯=0飾1時(shí)羊，選呼中實(shí)嘗驗(yàn)箱逢的二青進(jìn)制盆代碼戴開(kāi)關(guān)費(fèi)。功緞能：趙惜R唉i風(fēng)←象（江M診j?。┍b夸師椒躲⑽晝府OU默T孩子R慚i詠，單M堤j揪格式絮洗柜看灑7恨喜鳳陶保4數(shù)冤3澡施2戰(zhàn)1墳購(gòu)0鉗1架0艇0終涌0薪Ri員M大j息當(dāng)M鼻j龜=1料0時(shí)品，選收中實(shí)琴驗(yàn)箱番的顯倦示燈緩。功酸能：陪易（暮M散j新）宜←集R閥i險(xiǎn)⑾依勞HA完LT翁（停離機(jī)指筑令）艦格式夫皇垃瞇廢7渠升腦假級(jí)4睜響3怕督2督1嚴(yán)磨0閥1呆0刪0嫂添0茅不用邁不用脊鞏飄總欠功能起：潛棚岔園倡脆從協(xié)用于日實(shí)現(xiàn)壯停機(jī)該。甜蒜三、欺總體特設(shè)計(jì)棕總體印設(shè)計(jì)擔(dān)的主酸要任指務(wù)是招(1悔)襪選定賊CP軌U中鉤所使浩用的亮產(chǎn)要切器件攜；腹(2國(guó))酸根據(jù)樸指令儉系統(tǒng)誕、選土用的能器件布和設(shè)談?dòng)?jì)指努標(biāo)，翻設(shè)計(jì)乒指令極流的它數(shù)據(jù)不通路云；歌(3黎)篇根據(jù)垮指令覆系統(tǒng)祖、選閥用的灘器件域和設(shè)棋計(jì)指構(gòu)標(biāo)，搞設(shè)計(jì)運(yùn)數(shù)據(jù)再流的揚(yáng)數(shù)據(jù)越通路呀。攪計(jì)算光機(jī)的鍛工作用過(guò)程速，實(shí)線質(zhì)上偏是不妹同的示數(shù)據(jù)目流在混控制怕信號(hào)殖作用蝕下在因限定壟的數(shù)姻據(jù)通珍路中艘進(jìn)行錫傳送瞧。數(shù)粱據(jù)通爹路不餅同，種指令傷所經(jīng)鋸過(guò)的惡操作柳過(guò)程長(zhǎng)也不兩同，叮機(jī)器圾的結(jié)椒構(gòu)也仙就不昨—草樣，超因此傘數(shù)據(jù)筒通路異的設(shè)洗計(jì)是滿至關(guān)咐重要郵的。厭所謂癢數(shù)據(jù)服通路測(cè)的設(shè)春計(jì)，椅也就誕是確園定機(jī)聽(tīng)器各軌邏輯樓部件倘相對(duì)依位置想的總隆框圖曠。轟數(shù)據(jù)么遠(yuǎn)路斯的設(shè)赤計(jì)，川目前孫還沒(méi)刮有非程常標(biāo)財(cái)準(zhǔn)的喂方法禍。主貍要是機(jī)依據(jù)咬設(shè)計(jì)翅者的盲經(jīng)驗(yàn)捆，并荒參考蓬現(xiàn)有屯機(jī)器默的三傳種典板型形患式（攀單總挽線、坡雙總寧線或找三總癢線結(jié)編構(gòu)）青，根祝據(jù)指壤令系毫統(tǒng)的減要求疾，可捉采用敘試探櫻方法籃來(lái)完淋成。羊其主仿要步場(chǎng)驟如味下：雖(月1)繞對(duì)暮指令碎系統(tǒng)員中的尖各條連指令露進(jìn)行六分析白，得撒出所趨需要廳的指裝令周宗期與詠操作收序列傲，以懲便決鑼定各鼓器件獲的類河型和罩?jǐn)?shù)量扔。央(螞2)偵構(gòu)濁成一粥個(gè)總膝框圖她草圖犯，進(jìn)雹行各洽邏輯赤部件影之間寧的互刷相連斤接，芽即初器步確枕定數(shù)肚據(jù)通饅路，祥使得博由指亮令系悠統(tǒng)所睛包涵榮的數(shù)豈據(jù)通嫁路都毯能實(shí)勢(shì)現(xiàn)，竭并滿葬足技盞術(shù)指協(xié)標(biāo)的盜要求卷?？?閱3)旗檢真驗(yàn)全版部指銜令周序期的決操作病序列暑，確蓬定所折需要侵的控咽制點(diǎn)桐和控胳制信掏號(hào)。奇(喪4)鉗檢州查所晚設(shè)計(jì)崇的數(shù)故據(jù)通刻路，驕盡可敵能降支低成驢本，昂簡(jiǎn)化財(cái)線路石。揉以上殃過(guò)程脆可以羊反復(fù)個(gè)進(jìn)行盼，以鵲便得控到一局個(gè)較激好的掏方案手。稿圖1氏給出渠了一圈個(gè)沒(méi)綱有考們慮乘秋法除凈法指決令操務(wù)作的失總框趟圖參跳考方蒜案，位注意帖，在膠此方模案確智定之芝后，霸應(yīng)該遮檢查春所選馬用的車(chē)各個(gè)盾器件屈是否惹滿足請(qǐng)數(shù)據(jù)間通路抵的要摔求。榴實(shí)際塊上，罩?jǐn)?shù)據(jù)燃通路賴的設(shè)政計(jì)與導(dǎo)器件蹤的選索擇應(yīng)艦同時(shí)憤進(jìn)行絨而不推能分名離地里工作晌。其巖次，蝶接入槳總線眠的器據(jù)件都教要有歉三態(tài)窗輸出巨，以鉛便與朱總線敘連接月。另申外，元在信飛息傳悔送過(guò)搜程中扣應(yīng)當(dāng)寺注意柱器件般原碼拖和反近碼輸將出的倆配合筐關(guān)系精。渡圖1佩所示升的方牙案采根用單四總線絡(luò)結(jié)構(gòu)蜻，使止用的戶許多少器件房都是偽三態(tài)魚(yú)輸出吵，這選種方然案便郵于總卷線的殺連接壞和擴(kuò)賣(mài)展，片但缺駝點(diǎn)是潔指令效和數(shù)加據(jù)的鳥(niǎo)傳送構(gòu)都要豪經(jīng)過(guò)章總線肥，因饞此對(duì)神總線謙的使張用權(quán)尤就要串分配六得當(dāng)撤。另踐外，凱執(zhí)行漫算術(shù)若邏輯呈指令溜時(shí)，車(chē)先將嫩第一中個(gè)操摟作數(shù)言由通鏡用寄屈存器喉R奪i捧送至繡緩沖去寄存應(yīng)器效DR岡1咐，然沃后再薪由通腫用寄飲存器揀R尋j直取第間二個(gè)近操作蘭數(shù)送扭至緩然沖寄慰存器轉(zhuǎn)DR無(wú)2悠，之侵后送稍往A應(yīng)L吸U柿進(jìn)行艙運(yùn)算塞。顯鞏然，請(qǐng)執(zhí)行早—粗條算莊術(shù)邏格輯指啟令的齒時(shí)間言相應(yīng)攪要長(zhǎng)超一些圈。居鏈神臟網(wǎng)頓懷鋒季魚(yú)羨端圖1奏廁模型來(lái)機(jī)數(shù)內(nèi)據(jù)通默路框配圖爸四、胡微程方序控濃制器裹數(shù)據(jù)喜通路型框圖塔—劫旦確兇定，摟指令繪流與奉數(shù)據(jù)認(rèn)流的嘩通路山也就圖隨之論最后臭確定盆，因讀而運(yùn)享算器俗和控文制器支的大津部分寶結(jié)構(gòu)漠也就堵確定旺下來(lái)注了。踐圖1衣中各掛功能爛器件禾上還艦標(biāo)注性了控輸制點(diǎn)構(gòu)及其帽控制劑信號(hào)馬．這指些控絨制信掩號(hào)就蠶是微弄程序舍控制拆器進(jìn)泉行設(shè)鐵計(jì)的葵依據(jù)宣。痰1．粘微指咽令格賽式娃微指纖令格慮式建鐘議采框用水豐平型被微指懶令，詠微命香令編連碼采到用直師接表等示法沖和分春段直隨接譯模碼法見(jiàn)相結(jié)見(jiàn)合的揮混合授表示艙法，寶以縮耳短微賣(mài)指令解長(zhǎng)度腿。后免繼地峽址采賄用斷羞定方威式。摔微指朽令格帖式如缺下：偷控制康字段屬判別們字段賺下址順字段筑同學(xué)發(fā)們應(yīng)箱根據(jù)棄本模疤型的膨具體巧情況揀來(lái)確暫定各憑字段繳的長(zhǎng)拳度。塞微程叔序控竿制器揚(yáng)根據(jù)窄微指六令和喉微程協(xié)序的建長(zhǎng)度集，確疼定控績(jī)制存睡儲(chǔ)器把需選沈用幾擴(kuò)片E召PR淺OM出（2搜71責(zé)6）污用位負(fù)擴(kuò)展奪方式脾組成拾。究3．陰微程稈序設(shè)項(xiàng)計(jì)賠將機(jī)梯器的票全部植指令瑞系統(tǒng)說(shuō)采用敗微指狗令序訴列實(shí)擁現(xiàn)的親過(guò)程烤，叫宿做微葬程序?qū)ぴO(shè)計(jì)桑。一額條機(jī)睡器指盟令對(duì)勵(lì)應(yīng)一女個(gè)微屈程序齒，1隆1條挽機(jī)器綿指令逢應(yīng)當(dāng)酬對(duì)應(yīng)捧11揚(yáng)個(gè)微股程序蓄。鋼微指沿令格買(mǎi)式確剩定后晨，微旱程序砍的橫歷向設(shè)層計(jì)在舞于正友確地街選擇牢數(shù)據(jù)舌通路削，縱駁向設(shè)級(jí)計(jì)在土于確切定后艘繼微驗(yàn)指令版地址摟．事留實(shí)上察，微鬼程序費(fèi)設(shè)計(jì)捏的關(guān)隆鍵在蟲(chóng)于縱草向設(shè)悅計(jì)，埋即如往何確憲定下壞一條草微指聽(tīng)令的代地址誼。通候常的是做法繁是先灘確定岡微程瘋序分虎支處完的微扣地址端，因縣為微勒程序因分支篇處需走要進(jìn)匹行判候別測(cè)浮試。以這些晴微地摧址確央定以俘后，溝就可童以在未一個(gè)枕“畜微地墊址表原”曠中把挪相應(yīng)菊的微決地址鼻單元解填進(jìn)炊去，飼以免泛后面士的設(shè)社計(jì)中研重復(fù)浪使用何而未駝發(fā)現(xiàn)應(yīng)，以斜致造嘉成設(shè)無(wú)計(jì)錯(cuò)螺誤。卸五、兔輸入游輸出羞輸入融輸出儲(chǔ)是人山機(jī)聯(lián)漫系的抵重要叢手段申，輸櫻入可猜采用斑開(kāi)關(guān)醒、鍵挖盤(pán)等文方式線，輸赴出可拼采用別字符銅顯示幕或打病印輸惜出等務(wù)方式課?？紩?shū)慮到款成本債與設(shè)喚備因短素，更本模教型機(jī)噴采用拿最簡(jiǎn)盯單的赴二進(jìn)怪制開(kāi)顆關(guān)輸百入和寫(xiě)發(fā)光琴二極竊管顯都示的遍方法簽，換販句話?cǎi){說(shuō)，再本模景型機(jī)納中只禮使用獵兩種強(qiáng)“送外部胸設(shè)備寄”嘆：一股種是粗二進(jìn)此制代介碼開(kāi)四關(guān)，癥它作流為輸掌入設(shè)透?jìng)洌粰?quán)另一單種是挨發(fā)光騙二極粘管，既它作沖為輸外出設(shè)否備。辮本設(shè)喪計(jì)為拐了節(jié)只省器免件，泳輸入吐輸出勤時(shí)可熊以不撲設(shè)置賄專門(mén)電的數(shù)鑒據(jù)緩鴿沖寄劣存器橡。例儀如輸懶入時(shí)塘，二亞進(jìn)制匯開(kāi)關(guān)共數(shù)據(jù)登直接憶經(jīng)過(guò)蠻三態(tài)良門(mén)送脈到總脫線上悶，只瞎要開(kāi)屯關(guān)狀海態(tài)不暑變，脅輸入繳的信螞息也控就不鼓變。烏輸出掀時(shí)，精將輸瓜出數(shù)惠據(jù)送救到數(shù)制據(jù)總販線B決US懸上，君驅(qū)動(dòng)重發(fā)光傷二極獵管進(jìn)土行顯獨(dú)示。短如果贏采用悅正規(guī)緞的輸紋入輸恒出方催法，孫可采趕用相壇應(yīng)的紀(jì)器件戚構(gòu)成軟接口符電路利。庸六、綿組裝甘與調(diào)蠻試乏元器銅件的度布局但與連析接痕由圖改1看下出，旋數(shù)據(jù)豬通路才一旦格確定拖之后觀，在桂調(diào)試柜過(guò)程零中將悶會(huì)很扮少有啟變化客。因繳此從總組裝捆和調(diào)粗試的簡(jiǎn)角度悶來(lái)看膽，模沸型機(jī)嫂總框成圖可脈劃分廊為如添下三夫個(gè)相鳥(niǎo)對(duì)獨(dú)檔立的孤功能么模塊德：?jiǎn)?1恐)運(yùn)最算器酬、存匆儲(chǔ)器蹈和系棕統(tǒng)總諷線押(2廢)時(shí)此序產(chǎn)音生器猛(3綢)微蹲程序路控制棚器暴本模菠型機(jī)屋所使馳用的沾器件司較多泊，布劍線的嶼工作錄量相奧當(dāng)大獎(jiǎng)，希郵望同盈學(xué)們象認(rèn)真淡、細(xì)寄致地兆工作活。濕元器姑件布例局的今一般獲原則蓋是盡嚴(yán)心能砍地按蹈功能墾電路灣相對(duì)紅集中魔，這連樣做唇的好拴處是誠(chéng)各器伴件之漂間的脫連線維較短蛾，同敏時(shí)也情便于絲組裝組和調(diào)校試．乒絲唯為了紅安裝山和調(diào)袋試檢投查方半便，巖集成壓電路規(guī)應(yīng)當(dāng)臘以相液同方爪向排碼列。某通常蘋(píng)總是奉把集題成電弱路片柄的定視位缺掃口向晨左，盞此時(shí)零它的享電源旅腳在撥左上線角，育接地保腳在刑右下急角。學(xué)這種硬排列爽有利書(shū)于設(shè)陡置電作源線閉與地帆線。撐規(guī)整桶的布燒線不介僅對(duì)懷調(diào)試貨維修厲帶來(lái)緣方便強(qiáng)，也領(lǐng)可以嚴(yán)保證絕線路燙可靠捏地工辟作，注任何返馬馬綁虎虎膨的接卷線將帳會(huì)給納調(diào)試闊帶來(lái)熟難以碌想象貝的后詢果，宗因此層在布莊線前長(zhǎng)必須并對(duì)布更線質(zhì)召量給臂予高巨度重加視。括分調(diào)光試蠶按功橡能模皮塊進(jìn)綁行分阻調(diào)是丈實(shí)現(xiàn)詞總調(diào)轟的前引提和墾基礎(chǔ)吊，因依為只惠有各陪功能樹(shù)模塊眨工作喜正常治后，唯才能瀉保證渴全機(jī)絨的正佳確運(yùn)歐行。攔為此幻必須慕—算步一模個(gè)腳蹈印、聲精心蘆做好驢分調(diào)低試，上切不警可趕幟急圖獻(xiàn)快，預(yù)以免刷在未把做好扔分調(diào)谷的情妄況下社進(jìn)入趁總調(diào)佳，而拾最后吩又不猛得不辰返回妙頭來(lái)勉重新菠分調(diào)逆。分埋調(diào)的撕重點(diǎn)界放在該時(shí)序燃產(chǎn)生姓器和聞微程寶序控拌制器貓上。總調(diào)畏當(dāng)各苗模塊測(cè)分調(diào)腰正常儀后，身可將銀控制筋器發(fā)李出的蛇控制剩信號(hào)蔬線接政到相驅(qū)應(yīng)的炮功能拘部件答中去吹，轉(zhuǎn)申入全冷機(jī)總所調(diào)試返。同藥總調(diào)莫的第熔一步稠，事干實(shí)上魔是檢池查全底部微村程序捎流程敲圖。間方法惑是用襪單步籠方式狐讀出袋并執(zhí)娛行微晝指令俱。進(jìn)梢行的呀順序拍