計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書A

1、計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書一 目的與要求：進(jìn)一步融會(huì)貫通教材內(nèi)容，掌握計(jì)算機(jī)各功能模塊的工作原理、相互聯(lián)系，熟練掌握控制單元組合邏輯設(shè)計(jì)的原理和方法。獨(dú)立完成幾種常見指令實(shí)現(xiàn)的組合邏輯設(shè)計(jì)。通過本設(shè)計(jì)，將所學(xué)知識(shí)綜合運(yùn)用，并積累經(jīng)驗(yàn)，鍛煉獨(dú)立解決問題的能力。培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲凶黠L(fēng)，鞏固和運(yùn)用先修課和計(jì)算機(jī)組成原理課程的理論知識(shí)和實(shí)踐技能。在該課程所涉及的工程技術(shù)范圍內(nèi)，創(chuàng)造性地完成部件的內(nèi)容的理解和掌握。鼓勵(lì)學(xué)生在本設(shè)計(jì)的基本要求基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)揮，比如在ispEXPERT SYSTEM實(shí)現(xiàn)，進(jìn)一步了解計(jì)算機(jī)硬件電路的設(shè)計(jì)和調(diào)試方法。基本原理：1. 計(jì)算機(jī)控制單元CU的組合邏輯設(shè)計(jì)這種方法是把控制

2、部件看作為產(chǎn)生專門固定時(shí)序控制信號(hào)的邏輯電路，而此邏輯電路以使用最少元件和取得最高 操作速度為設(shè)計(jì)目標(biāo)，它是一種由門電路和觸發(fā)器構(gòu)成的復(fù)雜樹形邏輯網(wǎng)絡(luò)。組合邏輯控制器的結(jié)構(gòu)如圖：2. 操作碼譯碼操作譯碼器是對(duì)指令寄存器IR中指令的操作碼部分進(jìn)行譯碼。如果OP（IR）有n位，則經(jīng)過譯碼最多可得到m條指令（m=2n）。3. 指令器周期的節(jié)拍安排一個(gè)指令周期安排三個(gè)機(jī)器周期：取指周期FE、間址周期IND、執(zhí)行周期EX，每個(gè)機(jī)器周期安排三個(gè)節(jié)拍T1、T2、T3。4. 控制邏輯網(wǎng)絡(luò)N的輸入信號(hào)：控制邏輯網(wǎng)絡(luò)的輸入信號(hào)有三個(gè)：（1） 指令操作碼譯碼器的輸出I。（2） 執(zhí)行部件的反饋信息F。（3） 時(shí)序產(chǎn)生

3、器節(jié)拍脈沖信號(hào)T。邏輯網(wǎng)絡(luò)N的輸出信號(hào)就是微操作控制信號(hào)，它用來對(duì)執(zhí)行部件進(jìn)行控制。組合邏輯控制器的基本原理：C=f( I, T, F )5. 微操作控制信號(hào)邏輯表達(dá)式。設(shè)計(jì)微操作控制信號(hào)的方法和過程是，根據(jù)所有機(jī)器指令流程圖，尋找出產(chǎn)生同一個(gè)微操作信號(hào)的所有條件，并與適當(dāng)?shù)墓?jié)拍電位和節(jié)拍脈沖組合，從而寫出其布爾代數(shù)表達(dá)式并進(jìn)行簡(jiǎn)化，然后用門電路或可編程器件來實(shí)現(xiàn)。二 內(nèi)容與要求：1. 內(nèi)容:現(xiàn)有一系統(tǒng)，其指令系統(tǒng)有如下五條指令：（1） CLA指令是非訪問內(nèi)存指令，主要功能是將ALU中的累加器AC的內(nèi)容清零；（2） ADD作。（3） STA器的內(nèi)容不變；（4） JMP指令是轉(zhuǎn)移控制指令，將當(dāng)前

4、程序計(jì)數(shù)器中是內(nèi)容變成了指定的轉(zhuǎn)移地址；（5） STP指令是人為停機(jī)指令，是停止程序的執(zhí)行。2.要求：（1） 為了保證譯碼器的正常工作，給出這些指令的編碼。（2） 寫指令相應(yīng)的微操作命令以及節(jié)拍安排（3） 給出系統(tǒng)的控制操作時(shí)間表。（4） 寫出各個(gè)微操作的邏輯表達(dá)式。（5） 在ispEXPERT SYSTEM上畫出對(duì)應(yīng)的邏輯圖，并驗(yàn)證。 FE、IND和EX三個(gè)控制信號(hào)，可以采用開關(guān)K8K6模擬， 五條指令采用K1K3模擬編碼輸入。 輸出用LED模擬，以驗(yàn)證各個(gè)微操作的邏輯表達(dá)式和邏輯圖的是否正確。（6） 畫出系統(tǒng)指令流程圖。3.課程設(shè)計(jì)報(bào)告指導(dǎo)書格式要求：（1）設(shè)計(jì)報(bào)告采用手寫，要求書寫公正，字跡清楚。（2）采用A4白色稿紙。（3）按給定封面裝訂（封面要求打印或復(fù)?。斠姼郊?。附件一：計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)專 業(yè)班 級(jí)學(xué) 號(hào)姓 名指導(dǎo)教師控制單元組合邏輯設(shè)計(jì)一、