中南民族大学组成原理课程设计报告.docx
《中南民族大学组成原理课程设计报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《中南民族大学组成原理课程设计报告.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
中南民族大学组成原理课程设计报告
计算机科学学院
课程设计报告
课程计算机组成原理
题目基于TEC-2000平台（A+B）*2⊕C的指令设计
年级2011级
专业计算机科学与技术
学号学生
任课教师
2014年3月13日
课程设计题目
设计（A+B）*2⊕C的指令
验收
时间
2013.3.11
验收
地点
9#307
指导
教师
小组
成员
具体分工
备注
无
课题总体设计思想概述
在硬件教学计算机TEC-2000上，在已有基本指令的基础上，完成扩展几条新的指令，使新指令能够在教学机上运行。
掌握指令格式、指令操作码编码、寻址方式和指令功能等基本内容，熟悉教学计算机总体组成和各部件的运行原理，设计出新扩展指令的微程序段，并合理安排到已有基本指令的微程序中，增强硬件调试能力，能熟练地将微程序装入到控制存储器中，发现和排除设计中的错误。
设计一条指令，将加法作为入口，设计乘法与异或的微程序断作为一个新的指令扩展，通过修改上一指令的下地址来实现下一指令的实现。
课题设
计
目
的和原理
目的：
通过对计算机组成原理的课程设计，
（1）进一步熟练掌握计算机各功能部件的内部构造和相互之间的联系，功能部件的性能参数的相互匹配、机器指令级的各种功能和特性。
（2）将所学知识融会贯通、进一步系统化，进一步提高硬件系统设计的能力，为以后更高的一级硬件设计打下坚实基础。
（3）进一步熟悉教学计算机的指令格式、指令编码、寻址方式和指令功能等内容。
（4）进一步熟悉教学计算机的总体组成和各个部件的运行原理，进一步理解和熟悉指令执行步骤的划分方案。
（5）进一步熟悉教学计算机的微指令格式和各个字段的控制功能，理解微指令下地址字段的作用，并学会使用这个字段解决微指令之间的接续关系。
原理：
指令由微控制命令组成，可以通过微址找到。
通过更改下址可以把微程序连接起来。
还可以将下址指向一个空白地址，改变空白地址的内容实现要执行的指令。
微指令格式：
课
题
设
计
方
案
1、编写汇编程序
（1）在汇编程序中实现加法：
org2000
mvrdr0,4h
mvrdr1,3h
mvrdr2,2h
addr0,r1
ret
end
（2）实现乘2的微程序：
找到上一指令（加法）的地址04，此时它的下一地址为30，即结束程序的地址，将其改为SHL的地址0E，即向左移实现（A+B）*2。
查找04地址
将04地址的下址改为0E
运行结果
（3）实现异或的微程序：
可以选择一个原有微程序中没有使用的微地址如76，来存放该段微程序。
指令名称
功能
格式
操作码编码
入口地址
xor
异或
DR⊕SRDR
01110101
76
指令的实现过程
编码
意义
下地址
30
指令执行完后执行得下一条指令的地址
CI3~0
0011
条件转移执行
SCC3~0
0000
程序执行方式
0MRW
0100
无读写操作
0I2~I0
0001
数据来源于A、B寄存器
SAI8~6
0011
选择指令中的寄存器
SBI5~3
0110
选择指令中的寄存器
B口
0000
使用指定寄存器
A口
0010
使用指定寄存器
0SST
0001
接收标志位输出得值
SSH、SCI
0001
加1，通用寄存器逻辑移位
DC2
0000
寄存器接受信息不用
DC1
0000
内部总线信息来源来自开关
程序执行结果
将上一地址的下址改为76
将76地址的微程序改为异或
最终执行结果
课
题
测
试
方
案
（1）设计一段汇编语言程序，包含有（A+B）*2的指令，装入到测试程序中运行调试，通过观察寄存器状态，检查设计正确与否。
验证程序如下：
org2000
mvrdr0,4h
mvrdr1,3h
mvrdr2,2h
addr0,r1
shlr0,r1
ret
end
（2）设计一段汇编语言程序，包含有（A+B）*2⊕C的指令，装入到测试程序中运行调试，通过观察寄存器状态，检查设计正确与否。
验证程序如下：
org2000
mvrdr0,4h
mvrdr1,3h
mvrdr2,2h
addr0,r1
shlr0,r1
xorr0.r2
ret
end
（3）测试步骤
1）导入准备好的MAPROM，ROM1-ROM7共八个二进制文件；
2）导出SCC.gal；
3）导入要测试的汇编文件，然后进行交叉汇编；
4）运行程序，并观察各个寄存器的值；
实验一测试结果：
理论值
实际值
R0
000E
000E
R1
0003
0003
R2
0002
0002
实验二测试结果：
理论值
实际值
R0
000C
000C
R1
0003
0003
R2
0002
0002
最终执行结果
错
误
及
结
果
分
析
1、刚开始使用仿真软件的时候，因为只是看过资料上的简单介绍，而对于实际操作还并不是十分熟悉，不知道通过建立多个汇编程序文件来进行调试，有的时候导入的文件顺序不同也会影响结果，所以在熟悉操作平台上也耗费了时间。
2、在选择A、B端口的时候，我不知道要怎么写，就对着资料中的对应的微指令来写，但是运行的时候，程序结果总是出错，最后通过与同学的交流才知道，如果想要将值从对应的寄存器中取出进行运算，那么A口B口就要将1改为0。
3、在进行异或这一指令的设计的时候，我的想法是将SHL的下址直接改为08的，但是通过几次是实际操作运行之后发现程序进行到异或的时候就被卡住了，无法继续执行，为了解决这个问题，我就尝试着将异或指令写到一个空白地址处，再讲该地址的下一地址改为30，即结束地址，结果终于完成了整个指令是扩展实现。
课
题
设
计
心
得
计算机科学学院
本科课程设计量化评分标准
（计算机系统结构类）
学生姓名：
陈欣尹指导教师：
罗铁祥年级和专业：
2009级计算机科学与技术
指标
最高分
评分要素
评分
方案
设计
20
课题明确；总体功能描述及总体电路框图清楚；课题分工明确，分功能概述及电路接线图清晰；测试方案合理可行，理论结果正确。
调试
20
平台使用熟练；电路信号控制正确；测试数据设置得当；仿真熟练，结果完整。
验收
20
经过自行调试之后，确认一切准备就续即可请求老师给予验收。
一次验收通过最高可给20分，两次验收方能通过则最高只能给10分，依次减少。
正式
报告
20
报告规范整洁，内容完整；课题设计原理及过程描述清楚；电路总体框图、电路逻辑接线图、各类测试表格等绘制清晰、准确；用户使用说明书规范、明确。
课程设计
小结
20
对课题设计结果进行分析，提出改进思路；对课程设计整个过程进行深入总结，写出深刻详细的设计心得；列出设计过程中所采用的参考文献；团队合作良好，遵守实验纪律。
总分
注：
1本评分标准适用于计算机系统结构类专业课程；
2总分满分为100分，成绩参考标准为：
优秀（100>X≥90）；良好（90>X≥80）；中等（80>X≥70）；及格（70>X≥60）；不及格（X<60）；
这次的课程设计，在我刚刚拿到题目的时候，我连题目的意思都不太明白，觉得题目的要求说得很模糊，我感觉好像懂了，又好像不太懂。
后来老师把我们班的同学都叫到教室里，跟我们讲解了一下，我就有些明白了。
后来老师给了我们仿真平台，经过我自己的摸索，差不多明白应该要怎么去做这次的课程设计了。
通过这次的课程设计，进一步熟练掌握计算机各功能部件的内部构造和相互之间的联系（部件配置、相互连接和作用）、各功能部件的性能参数的相互匹配、机器指令级的各种功能和特性。
将所学知识融会贯通、进一步系统化，进一步提高硬件系统设计的能力，为以后更高的一级硬件设计打下坚实基础。
进一步熟悉教学计算机的指令格式、指令编码、寻址方式和指令功能等内容。
进一步熟悉教学计算机的微指令格式和各个字段的控制功能，理解微指令下地址字段的作用，并学会使用这个字段解决微指令之间的接续关系。
只有深入了解了机器中已经设计好的微程序，才能在此基础上，借鉴其思路设计出自己的指令。
我们先从最简单的开始，先研究了书的自增一指令，同时又自增二指令，稍稍受到了一点启发，发现执行两次自增一便实现了增二的过程。
每条指令根据老师的要求编码应为不同，微址也应该不同，做完实验之后才明白是怎么回事：
如果相同，则将覆盖以前的内容。
升级会员 