《計算機系統(tǒng)綜合設(shè)計》計算機系統(tǒng)課程設(shè)計m課件

簡易計算機的設(shè)計編輯ppt簡易計算機的設(shè)計編輯ppt110.2微程序設(shè)計一、微程序設(shè)計思想的產(chǎn)生利用軟件方法（微程序設(shè)計技術(shù)）來設(shè)計硬件微程序控制的基本思想:把操作控制信號編成所謂的“微指令”，存放到存儲器里（控制存儲器CM）(ROM，RAM？)當(dāng)機器運行時，一條又一條地讀出這些微指令，從而產(chǎn)生全機所需要的各種操作控制信號編輯ppt10.2微程序設(shè)計一、微程序設(shè)計思想的產(chǎn)生利用軟件方法210.2微程序設(shè)計一、微程序設(shè)計思想的產(chǎn)生完成一條機器指令微操作命令1微操作命令2微操作命令n……微指令110100000微指令n微程序00010010存儲邏輯一條機器指令對應(yīng)一個微程序……存入ROM編輯ppt10.2微程序設(shè)計一、微程序設(shè)計思想的產(chǎn)生3機器指令與微指令程序機器指令1機器指令2機器指令i機器指令n……..………微指令2微指令1微指令i微指令n……..……..微程序編輯ppt機器指令與微指令程序機器指令1機器指令2機器指令i機器指令4微程序控制器中，機器指令與微指令的關(guān)系是______。A．每一段機器指令組成的程序由一條微指令來執(zhí)行B．每一條機器指令由一段微指令組成的微程序解釋執(zhí)行C．每一條機器指令由一條微指令來執(zhí)行D．每一條微指令由若干條機器指令解釋執(zhí)行編輯ppt微程序控制器中，機器指令與微指令的關(guān)系是______。編輯p5主要內(nèi)容一、本次設(shè)計要達(dá)到的目的1：理解指令到底怎么指揮計算機運行2：指令和微程序的關(guān)系二、原理1：實驗臺相應(yīng)模塊原理2：PLD板三、本次設(shè)計主要工作 1：簡單計算機的構(gòu)造調(diào)試 2：課程設(shè)計報告編輯ppt主要內(nèi)容一、本次設(shè)計要達(dá)到的目的編輯ppt6本次設(shè)計主要工作簡易計算機的設(shè)計編輯ppt本次設(shè)計主要工作簡易計算機的設(shè)計編輯ppt7使用FD-CES實驗儀主要模塊：運算器、寄存器、指令部件、內(nèi)存、總線緩沖、微程序控制、啟停和時序模塊。完成以下指令的設(shè)計MOVR1,#20HLDA30HADDA,R1STA40H

HALT編輯ppt使用FD-CES實驗儀編輯ppt8(1)存儲器系統(tǒng)包括內(nèi)存，控存和外存。其中：內(nèi)存1K字節(jié)SRAM控存1K×24bitSRAM外存1K字節(jié)EEPROM通過實驗儀控制臺，可對內(nèi)存，控存和外存進(jìn)行讀寫或轉(zhuǎn)存。地址地址編輯ppt(1)存儲器系統(tǒng)包括內(nèi)存，控存和外存。地址地址編輯ppt9(2)CPU八位。運算器：多累加器結(jié)構(gòu)或單累加器多通用寄存器結(jié)構(gòu)?？刂破鳎何⒉僮骺刂菩盘柊l(fā)生器采用軟(微程序)硬(TTL/PLD)結(jié)合的方法實現(xiàn)。編輯ppt編輯ppt10

(3)指令系統(tǒng)自己設(shè)計。指令長度：單字節(jié)或雙字節(jié)。操作數(shù)尋址方式：直接地址尋址；立即數(shù)尋址；寄存器直接尋址；寄存器間接尋址：*PC相對尋址；*間接地址尋址；*寄存器變址尋址。

編輯ppt編輯ppt11功能模塊運算器模塊寄存器堆模塊指令部件模塊內(nèi)存模塊總線緩沖模塊微程序控制模塊啟停和時序模塊控制臺控制模塊編輯ppt功能模塊運算器模塊編輯ppt12運算器模塊累加器暫存器累加器緩沖器暫存器累加器判零電路進(jìn)位發(fā)生線路編輯ppt運算器模塊累加器暫存器累加器緩沖器暫存器累加器判零電路進(jìn)位發(fā)13寄存器堆模塊編輯ppt寄存器堆模塊編輯ppt14指令部件模塊如：直接地址尋址

ll位操作數(shù)地址由指令第一字節(jié)低3位和第二字節(jié)8位直接給出。LDAaddr；(addr)→ASTAaddr；(A)→addr

操作碼

a100a9a8a7a6a5a4a3a2a1a0第一字節(jié)第二字節(jié)11位操作數(shù)地址

編輯ppt指令部件模塊如：直接地址尋址操作碼

a100a9a815內(nèi)存模塊編輯ppt內(nèi)存模塊編輯ppt16總線緩沖模塊編輯ppt總線緩沖模塊編輯ppt17微程序控制模塊

000H

000H

00876AH

00876AH編輯ppt微程序控制模塊000H000H00876A18啟停和時序模塊編輯ppt啟停和時序模塊編輯ppt19PLD實驗板編輯pptPLD實驗板編輯ppt20ABEL程序第一部分：IAB10PIN45;IAB9 PIN44;IAB8 PIN 43;IAB7PIN42;第二部分"*************I-PC***********CL=!(M14&CLK);PINC=M6;GI=M7;OI=M15;PCO=!M6;LP=(!M9)&(!I4&!I3&ZD#!I4&I3&CY#I4&!I3&A0#I4&I3);編輯pptABEL程序第一部分：編輯ppt21整個系統(tǒng)連接PLD板運算器模塊寄存器堆模塊總線緩沖模塊指令部件模塊內(nèi)存模塊總線緩沖模塊微程序控制模塊啟停和時序模塊編輯ppt整個系統(tǒng)連接PLD板運算器模塊寄存器堆模塊總線緩沖模塊指令部22簡易計算機的設(shè)計確定設(shè)計總要求設(shè)計整機邏輯框圖設(shè)計指令系統(tǒng)設(shè)計指令執(zhí)行流程確定微操作控制信號及其實現(xiàn)方法設(shè)計微指令格式確定微程序控制方式編寫各指令的微程序

設(shè)計實驗接線表（修改部分ABEL程序）編寫調(diào)試程序編輯ppt簡易計算機的設(shè)計確定設(shè)計總要求編輯ppt231、確定設(shè)計總要求(1)運算器：采用單累加器多寄存器結(jié)構(gòu)(開關(guān)KA、KB、KC、KR分別置左、右、右、左)。(2)指令系統(tǒng)：小于等于8條指令，無外設(shè)。(3)內(nèi)存尋址方式： 據(jù)具體情況自行完善(4)微程序設(shè)計微操作信號發(fā)生器。編輯ppt1、確定設(shè)計總要求(1)運算器：編輯ppt24設(shè)計整機邏輯框圖單累加器多寄存器多累加器多寄存器編輯ppt設(shè)計整機邏輯框圖單累加器多寄存器編輯ppt25I編輯pptI編輯ppt263、設(shè)計指令系統(tǒng)1:指令操作數(shù)尋址方式及其編碼2：設(shè)計指令執(zhí)行流程編輯ppt3、設(shè)計指令系統(tǒng)1:指令操作數(shù)尋址方式及其編碼編輯ppt27

1．直接地址尋址ll位操作數(shù)地址由指令第一字節(jié)低3位和第二字節(jié)8位直接給出。例：LDAaddr；(addr)→ASTAaddr；(A)→addr

操作碼

a100a9a8a7a6a5a4a3a2a1a0第一字節(jié)第二字節(jié)11位操作數(shù)地址2：指令操作數(shù)尋址方式及其編碼LDA30H1000000000110000STA40H1010000001000000編輯ppt1．直接地址尋址操作碼

a100a9a8a7a6a282．寄存器直接尋址指令(第一)字節(jié)含寄存器選擇碼，決定選哪個寄存器并對其操作。例：單字節(jié)指令A(yù)DDA，Ri；(Ri)→AADDA,R100000001編輯ppt2．寄存器直接尋址ADDA,R100000001編輯pp293．立即數(shù)尋址MOVR1,#20H指令第二字節(jié)8位為立即可操作的數(shù)據(jù)。例：MOVA，#data；data→A操作碼及Ri選擇碼d7d6d5d4d3d2d1d0第一字節(jié)第二字節(jié)8位立即數(shù)dataMOVRi，#data；data→Ri

0100010100100000編輯ppt3．立即數(shù)尋址MOVR1,#20H指令第二字節(jié)8位為立即可302：設(shè)計指令執(zhí)行流程

12345編輯ppt2：設(shè)計指令執(zhí)行流程

12345編輯ppt31確定微操作控制信號及其實現(xiàn)方法編輯ppt確定微操作控制信號及其實現(xiàn)方法編輯ppt32設(shè)計微指令格式采用全水平不編碼純控制場的微指令格式。I12345編輯ppt設(shè)計微指令格式采用全水平不編碼純控制場的微指令格式。I1233編輯ppt編輯ppt34確定微程序控制方式1：設(shè)計各微程序入口地址的形成方法2：設(shè)計控存的順序控制(即下地址形成)方法。編輯ppt確定微程序控制方式1：設(shè)計各微程序入口地址的形成方法編輯pp35MDl0～MD6MD5MD4MD3MD2MDl～MDO接地I7I6I5I25V00876A9BAEBC00876A控存地址編輯pptMDl0～MD6MD5MD436整個系統(tǒng)連接PLD板運算器模塊寄存器堆模塊總線緩沖模塊指令部件模塊內(nèi)存模塊總線緩沖模塊微程序控制模塊啟停和時序模塊編輯ppt整個系統(tǒng)連接PLD板運算器模塊寄存器堆模塊總線緩沖模塊指令部37ABEL程序第一部分：IAB10PIN45;IAB9 PIN44;IAB8 PIN 43;IAB7PIN42;第二部分"*************I-PC***********CL=!(M14&CLK);PINC=M6;GI=M7;OI=M15;PCO=!M6;LP=(!M9)&(!I4&!I3&ZD#!I4&I3&CY#I4&!I3&A0#I4&I3);編輯pptABEL程序第一部分：編輯ppt38設(shè)計實驗接線表編輯ppt設(shè)計實驗接線表編輯ppt39編寫調(diào)試程序源程序的編寫調(diào)試指令對應(yīng)微程序已經(jīng)存在，而且在指定位置MOVA80H;6080STA55H;A055HALT;FFMDl0～MD6MD5MD4MD3MD2MDl～MDO接地I7I6I5I25V01B:038FFA01C:00876A02B:00CFFA02C:080EB602D:00876A03F:008F9E02D:00876A編輯ppt編寫調(diào)試程序源程序的編寫調(diào)試指令對應(yīng)微程序已經(jīng)存在，而且在指40MOVA,#20HMOVR0,30HADDA,R0STA40HHALT6020643000A040FF編輯pptMOVA,#20H6020編輯ppt4100876A038FFA00876A008FFB00876A008FFB00876AMOVA,#DATAMOVR0,#DATAADDA,R0STAADDR00CFFA080EB600876AHALT008F9E00876A控制存儲器地址？02B02C02F03003403502B02C02D03F040編輯ppt00876A038FFA00876A008FFB00876A42<微程序部分>確定設(shè)計目標(biāo)確定整機邏輯確定指令系統(tǒng)指令流程編寫調(diào)試程序編寫應(yīng)用程序確定各位操作控制信號實現(xiàn)方案<硬件邏輯部分>確定微指令格式編寫微程序熟悉實驗儀輸入微程序到控存（用FD-CES鍵盤）熟悉PLD實驗板編輯ABL源程序(生成*.ABL文件)編譯ABL源程序(生成*.JED文件)下載*.JED文件到PLD(ISP2096)輸入程序到內(nèi)存（用FD-CES鍵盤）單拍/連續(xù)運行程序（用FD-CES鍵盤）圖3-2實驗計算機研制流程編輯ppt<微程序部分>確定設(shè)計目標(biāo)確定整機邏輯確定指令系統(tǒng)指令流程編43整個系統(tǒng)連接PLD板運算器模塊寄存器堆模塊總線緩沖模塊指令部件模塊內(nèi)存模塊總線緩沖模塊微程序控制模塊啟停和時序模塊編輯ppt整個系統(tǒng)連接PLD板運算器模塊寄存器堆模塊總線緩沖模塊指令部44ABEL程序第一部分：IAB10PIN45;IAB9 PIN44;IAB8 PIN 43;IAB7PIN42;第二部分"*************I-PC***********CL=!(M14&CLK);PINC=M6;GI=M7;OI=M15;PCO=!M6;LP=(!M9)&(!I4&!I3&ZD#!I4&I3&CY#I4&!I3&A0#I4&I3);編輯pptABEL程序第一部分：編輯ppt45設(shè)計實驗接線表編輯ppt設(shè)計實驗接線表編輯ppt46MOVA,#20HMOVR0,30HADDA,R0STA40HHALT6020643000A040FF000002004005007?幾位地址編輯pptMOVA,#20H6020000002004005007?4700000876A編輯ppt00000876A編輯ppt48可改進(jìn)的地方：接線方法操作碼設(shè)定編輯ppt可改進(jìn)的地方：編輯ppt49簡易計算機的設(shè)計編輯ppt簡易計算機的設(shè)計編輯ppt5010.2微程序設(shè)計一、微程序設(shè)計思想的產(chǎn)生利用軟件方法（微程序設(shè)計技術(shù)）來設(shè)計硬件微程序控制的基本思想:把操作控制信號編成所謂的“微指令”，存放到存儲器里（控制存儲器CM）(ROM，RAM？)當(dāng)機器運行時，一條又一條地讀出這些微指令，從而產(chǎn)生全機所需要的各種操作控制信號編輯ppt10.2微程序設(shè)計一、微程序設(shè)計思想的產(chǎn)生利用軟件方法5110.2微程序設(shè)計一、微程序設(shè)計思想的產(chǎn)生完成一條機器指令微操作命令1微操作命令2微操作命令n……微指令110100000微指令n微程序00010010存儲邏輯一條機器指令對應(yīng)一個微程序……存入ROM編輯ppt10.2微程序設(shè)計一、微程序設(shè)計思想的產(chǎn)生52機器指令與微指令程序機器指令1機器指令2機器指令i機器指令n……..………微指令2微指令1微指令i微指令n……..……..微程序編輯ppt機器指令與微指令程序機器指令1機器指令2機器指令i機器指令53微程序控制器中，機器指令與微指令的關(guān)系是______。A．每一段機器指令組成的程序由一條微指令來執(zhí)行B．每一條機器指令由一段微指令組成的微程序解釋執(zhí)行C．每一條機器指令由一條微指令來執(zhí)行D．每一條微指令由若干條機器指令解釋執(zhí)行編輯ppt微程序控制器中，機器指令與微指令的關(guān)系是______。編輯p54主要內(nèi)容一、本次設(shè)計要達(dá)到的目的1：理解指令到底怎么指揮計算機運行2：指令和微程序的關(guān)系二、原理1：實驗臺相應(yīng)模塊原理2：PLD板三、本次設(shè)計主要工作 1：簡單計算機的構(gòu)造調(diào)試 2：課程設(shè)計報告編輯ppt主要內(nèi)容一、本次設(shè)計要達(dá)到的目的編輯ppt55本次設(shè)計主要工作簡易計算機的設(shè)計編輯ppt本次設(shè)計主要工作簡易計算機的設(shè)計編輯ppt56使用FD-CES實驗儀主要模塊：運算器、寄存器、指令部件、內(nèi)存、總線緩沖、微程序控制、啟停和時序模塊。完成以下指令的設(shè)計MOVR1,#20HLDA30HADDA,R1STA40H

HALT編輯ppt使用FD-CES實驗儀編輯ppt57(1)存儲器系統(tǒng)包括內(nèi)存，控存和外存。其中：內(nèi)存1K字節(jié)SRAM控存1K×24bitSRAM外存1K字節(jié)EEPROM通過實驗儀控制臺，可對內(nèi)存，控存和外存進(jìn)行讀寫或轉(zhuǎn)存。地址地址編輯ppt(1)存儲器系統(tǒng)包括內(nèi)存，控存和外存。地址地址編輯ppt58(2)CPU八位。運算器：多累加器結(jié)構(gòu)或單累加器多通用寄存器結(jié)構(gòu)?？刂破鳎何⒉僮骺刂菩盘柊l(fā)生器采用軟(微程序)硬(TTL/PLD)結(jié)合的方法實現(xiàn)。編輯ppt編輯ppt59

(3)指令系統(tǒng)自己設(shè)計。指令長度：單字節(jié)或雙字節(jié)。操作數(shù)尋址方式：直接地址尋址；立即數(shù)尋址；寄存器直接尋址；寄存器間接尋址：*PC相對尋址；*間接地址尋址；*寄存器變址尋址。

編輯ppt編輯ppt60功能模塊運算器模塊寄存器堆模塊指令部件模塊內(nèi)存模塊總線緩沖模塊微程序控制模塊啟停和時序模塊控制臺控制模塊編輯ppt功能模塊運算器模塊編輯ppt61運算器模塊累加器暫存器累加器緩沖器暫存器累加器判零電路進(jìn)位發(fā)生線路編輯ppt運算器模塊累加器暫存器累加器緩沖器暫存器累加器判零電路進(jìn)位發(fā)62寄存器堆模塊編輯ppt寄存器堆模塊編輯ppt63指令部件模塊如：直接地址尋址

ll位操作數(shù)地址由指令第一字節(jié)低3位和第二字節(jié)8位直接給出。LDAaddr；(addr)→ASTAaddr；(A)→addr

操作碼

a100a9a8a7a6a5a4a3a2a1a0第一字節(jié)第二字節(jié)11位操作數(shù)地址

編輯ppt指令部件模塊如：直接地址尋址操作碼

a100a9a864內(nèi)存模塊編輯ppt內(nèi)存模塊編輯ppt65總線緩沖模塊編輯ppt總線緩沖模塊編輯ppt66微程序控制模塊

000H

000H

00876AH

00876AH編輯ppt微程序控制模塊000H000H00876A67啟停和時序模塊編輯ppt啟停和時序模塊編輯ppt68PLD實驗板編輯pptPLD實驗板編輯ppt69ABEL程序第一部分：IAB10PIN45;IAB9 PIN44;IAB8 PIN 43;IAB7PIN42;第二部分"*************I-PC***********CL=!(M14&CLK);PINC=M6;GI=M7;OI=M15;PCO=!M6;LP=(!M9)&(!I4&!I3&ZD#!I4&I3&CY#I4&!I3&A0#I4&I3);編輯pptABEL程序第一部分：編輯ppt70整個系統(tǒng)連接PLD板運算器模塊寄存器堆模塊總線緩沖模塊指令部件模塊內(nèi)存模塊總線緩沖模塊微程序控制模塊啟停和時序模塊編輯ppt整個系統(tǒng)連接PLD板運算器模塊寄存器堆模塊總線緩沖模塊指令部71簡易計算機的設(shè)計確定設(shè)計總要求設(shè)計整機邏輯框圖設(shè)計指令系統(tǒng)設(shè)計指令執(zhí)行流程確定微操作控制信號及其實現(xiàn)方法設(shè)計微指令格式確定微程序控制方式編寫各指令的微程序

設(shè)計實驗接線表（修改部分ABEL程序）編寫調(diào)試程序編輯ppt簡易計算機的設(shè)計確定設(shè)計總要求編輯ppt721、確定設(shè)計總要求(1)運算器：采用單累加器多寄存器結(jié)構(gòu)(開關(guān)KA、KB、KC、KR分別置左、右、右、左)。(2)指令系統(tǒng)：小于等于8條指令，無外設(shè)。(3)內(nèi)存尋址方式： 據(jù)具體情況自行完善(4)微程序設(shè)計微操作信號發(fā)生器。編輯ppt1、確定設(shè)計總要求(1)運算器：編輯ppt73設(shè)計整機邏輯框圖單累加器多寄存器多累加器多寄存器編輯ppt設(shè)計整機邏輯框圖單累加器多寄存器編輯ppt74I編輯pptI編輯ppt753、設(shè)計指令系統(tǒng)1:指令操作數(shù)尋址方式及其編碼2：設(shè)計指令執(zhí)行流程編輯ppt3、設(shè)計指令系統(tǒng)1:指令操作數(shù)尋址方式及其編碼編輯ppt76

1．直接地址尋址ll位操作數(shù)地址由指令第一字節(jié)低3位和第二字節(jié)8位直接給出。例：LDAaddr；(addr)→ASTAaddr；(A)→addr

操作碼

a100a9a8a7a6a5a4a3a2a1a0第一字節(jié)第二字節(jié)11位操作數(shù)地址2：指令操作數(shù)尋址方式及其編碼LDA30H1000000000110000STA40H1010000001000000編輯ppt1．直接地址尋址操作碼

a100a9a8a7a6a772．寄存器直接尋址指令(第一)字節(jié)含寄存器選擇碼，決定選哪個寄存器并對其操作。例：單字節(jié)指令A(yù)DDA，Ri；(Ri)→AADDA,R100000001編輯ppt2．寄存器直接尋址ADDA,R100000001編輯pp783．立即數(shù)尋址MOVR1,#20H指令第二字節(jié)8位為立即可操作的數(shù)據(jù)。例：MOVA，#data；data→A操作碼及Ri選擇碼d7d6d5d4d3d2d1d0第一字節(jié)第二字節(jié)8位立即數(shù)dataMOVRi，#data；data→Ri

0100010100100000編輯ppt3．立即數(shù)尋址MOVR1,#20H指令第二字節(jié)8位為立即可792：設(shè)計指令執(zhí)行流程

12345編輯ppt2：設(shè)計指令執(zhí)行流程

12345編輯ppt80確定微操作控制信號及其實現(xiàn)方法編輯ppt確定微操作控制信號及其實現(xiàn)方法編輯ppt81設(shè)計微指令格式采用全水平不編碼純控制場的微指令格式。I12345編輯ppt設(shè)計微指令格式采用全水平不編碼純控制場的微指令格式。I1282編輯ppt編輯ppt83確定微程序控制方式1：設(shè)計各微程序入口地址的形成方法2：設(shè)計控存的順序控制(即下地址形成)方法。編輯ppt確定微程序控制方式1：設(shè)計各微程序入口地址的形成方法編輯pp84MDl0～MD6MD5MD4MD3MD2MDl～MDO接地I7I6I5I25V00876A9BAEBC00876A控存地址編輯pptMDl0～MD6MD5MD485整個系統(tǒng)連接PLD板運算器模塊寄存器堆模塊總線緩沖模塊指令部件模塊內(nèi)存模塊總線緩沖模塊微程序控制模塊啟停和時序模塊編輯ppt整個系統(tǒng)連接PLD板運算器模塊寄存器堆模塊總線緩沖模塊指令部86ABEL程序第一部分：IAB10PIN45;IAB9 PIN44;IAB8 PIN 43;IAB7PIN42;第二部分"*************I-PC***********CL=!(M14&CLK);PINC=M6;GI=M7;OI=M15;PCO=!M6;LP=(!M9)&(!I4&!I3&ZD#!I4&I3&CY#I4&!I3&A0#I4&I3);編輯pptABEL程序第一部分：編輯ppt87設(shè)計實驗接線表編輯ppt設(shè)計實驗接線表編輯ppt88編寫調(diào)試程序源程序的編寫調(diào)試指令對應(yīng)微程序已經(jīng)存在，而且在指定位置MOVA80H;6080STA55H;A055HALT;FFMDl0～MD6MD5MD4MD3MD2MDl～MDO接地I7I6I5I25V01B:038FFA01C:00876A02B:00CFFA02C:080EB602D:00876A03F:008F9E02D:00876A編輯ppt編寫調(diào)試程序源程序的編寫調(diào)試指令對應(yīng)微程序已經(jīng)存在，而且在指89MOVA,#20HMOVR0,30HADDA,R0STA40HHALT6020643000A040FF編輯pptMOVA,#20H6020編