簡易計(jì)算機(jī)系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)報(bào)告

1、簡易計(jì)算機(jī)系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)報(bào)告班級 姓名 學(xué)號 一、設(shè)計(jì)目的連貫運(yùn)用數(shù)字邏輯所學(xué)到的知識，熟練掌握EDA工具的使用方法，為學(xué)習(xí)好后續(xù)計(jì)算機(jī)原理課程做鋪墊。二、設(shè)計(jì)內(nèi)容 按給定的數(shù)據(jù)格式和指令系統(tǒng)，使用EDA工具設(shè)計(jì)一臺用硬連線邏輯控制的簡易計(jì)算機(jī)系統(tǒng)； 要求靈活運(yùn)用各方面知識，使得所設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有較佳的性能； 對所做設(shè)計(jì)的性能指標(biāo)進(jìn)行分析，整理出設(shè)計(jì)報(bào)告。三、 詳細(xì)設(shè)計(jì)3.1設(shè)計(jì)的整體架構(gòu)3.2各模塊的具體實(shí)現(xiàn) 1.指令計(jì)數(shù)器（zhiling_PC） 元件： 輸入端口：CLK，RESET，EN；輸出端口：PC3.0；CLK：時(shí)鐘信號；RESET：復(fù)位信號；EN：計(jì)數(shù)器控制信號，為1的時(shí)候

2、加一；PC3.0：地址輸出信號；代碼：波形圖：總共有九條指令，指令計(jì)數(shù)器從0000到1000；功能：實(shí)現(xiàn)指令地址的輸出；2. 存儲器（RAM） 元件： 輸入端口：PC3.0，CLK；輸出端口：zhiling7.0；CLK：時(shí)鐘信號；PC3.0：指令地址信號；zhiling7.0：指令輸出信號；代碼：波形圖：功能：根據(jù)輸入的地址輸出相應(yīng)的指令； 3.指令譯碼器（zlymq） 元件： 輸入端口：zhiling7.0；輸出端口：R11.0，R21.0，M3.0；zhiling7.0：指令信號；R1：目標(biāo)寄存器地址；R2：源寄存器地址；M3.0：指令所代表的操作編號；代碼：波形圖：功能：實(shí)現(xiàn)指令的操作

3、譯碼，同時(shí)提取出目標(biāo)寄存器和源寄存器的地址； 4.算術(shù)邏輯運(yùn)算器（ALU） 元件： 輸入端口：EN_ALU，a7.0，b7.0，M3.0；輸出端口：c7.0，z；EN_ALU：運(yùn)算器的使能端；a7.0：目標(biāo)寄存器R1的值；b7.0：源寄存器R2的值；M3.0：指令所代表的操作編號；c7.0：運(yùn)算結(jié)果；z：運(yùn)算完成的信號；代碼：波形圖：功能：實(shí)現(xiàn)算術(shù)邏輯運(yùn)算，輸出運(yùn)算結(jié)果； 5.選擇器（cpu_counter） 元件： 輸入端口：CLK，R11.0，R21.0；輸出端口：EN_A，EN_B，EN_ALU，R，C，AD1.0；CLK：時(shí)鐘信號；R11.0：目的寄存器地址；R21.0：源寄存器地址；

4、EN_A：暫存器A的控制信號；EN_B：暫存器B的控制信號；EN_ALU：運(yùn)算器alu的控制信號；C：指令計(jì)數(shù)器的控制信號；AD1.0：寄存器的地址；R：通用寄存器的可讀控制信號；代碼：波形圖：功能：控制運(yùn)算器ALU的運(yùn)行時(shí)間，控制暫存器A，B的數(shù)據(jù)輸入，控制通用寄存器的輸出，控制指令計(jì)數(shù)器的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)時(shí)序的統(tǒng)一性； 6.暫存器（jcq） 元件： 輸入端口：CLK，RESET，K，s7.0；輸出端口：Q7.0；CLK：時(shí)鐘信號；RESET：復(fù)位信號；K：暫存器輸入控制端口；Q7.0：數(shù)據(jù)輸出端口；代碼：波形圖：功能：實(shí)現(xiàn)運(yùn)算數(shù)據(jù)的暫時(shí)儲存；7.通用寄存器組（tyjcqz） 元件： 輸入端口：C

5、LK，RESET，R，W，AD1.0，WR7.0；輸出端口：s7.0；CLK：時(shí)鐘信號；RESET：復(fù)位信號；R：數(shù)據(jù)讀取控制信號；W：數(shù)據(jù)寫入控制信號；AD1.0：寄存器的地址；WR7.0：寫入的數(shù)據(jù)；s7.0：數(shù)據(jù)輸出端口；代碼：波形圖：功能：實(shí)現(xiàn)寄存器ABC，保存ABC中的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)算結(jié)果的保存；四、 系統(tǒng)測試4.1 測試環(huán)境4.2 測試代碼指令的匯編符號指令的功能指令的二進(jìn)制編碼MOV R1，R2（R2） R10011 R1 R2MOV M，R2（R2）（C）0011 11 R2MOV R1，M（C）R10011 R1 11ADD R1，R2（R1）+（R2） R11001 R1 R

6、2SUB R1，R2（R1）-（R2） R10110 R1 R2AND R1，R2（R1）（R2） R11110 R1 R2NOT R1/（R1） R10101 R1 XXSHR R1（R1）邏輯右移一位 R11010 R1 00SHL R1（R1）邏輯左移一位 R11010 R1 11A：00000111 B：00001000 C：000000114.3 測試結(jié)果五、 總結(jié)剛開始做CPU的時(shí)候什么思路都沒有，后來經(jīng)過小組討論才找到一點(diǎn)思路，決定才寄存器做起，后面經(jīng)過幾天的討論和努力，我們開始慢慢的理清了思路，開始跟著我們的思路將一個(gè)一個(gè)的元件寫出來，到后面再將其連接成電路圖發(fā)現(xiàn)波形圖不對，后來我們開始一個(gè)輸出一個(gè)輸