計(jì)組課程設(shè)計(jì)模板

1、計(jì)算機(jī)組成原理與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告課 題：班 級(jí)：姓 名： 完成日期：一、 課程設(shè)計(jì)步驟：1. 確定設(shè)計(jì)目標(biāo)：經(jīng)綜合考慮各類功能的模型機(jī)實(shí)現(xiàn)的難易程度，以及自身的知識(shí)水平，我們小組決定選定課題為“求解兩數(shù)的最大公約數(shù)”。當(dāng)向模型機(jī)輸入兩個(gè)數(shù)之后，經(jīng)過計(jì)算輸入這兩個(gè)數(shù)的最大公約數(shù)。2. 確定指令系統(tǒng)（1）數(shù)據(jù)格式 模型機(jī)規(guī)定數(shù)據(jù)采用定點(diǎn)整數(shù)補(bǔ)碼表示，字長(zhǎng)為8位，其格式如下： 7 6 5 4 3 2 1 0符號(hào) 尾 數(shù)其中，第7位為符號(hào)位，數(shù)值的表示范圍是：。（2）指令格式模型機(jī)設(shè)計(jì)四大類指令共16條，其中包括算術(shù)邏輯指令、I/O指令、訪問及轉(zhuǎn)移指令和停機(jī)指令。 算術(shù)邏輯指令設(shè)計(jì)九條算術(shù)邏輯

2、指令并用單字節(jié)表示，尋址方式采用寄存器直接尋址，其格式如下：7 6 5 4 3 2 1 0OP-CODE RS RD其中，OP-CODE為操作碼，RS為源寄存器，RD為目的寄存器，并規(guī)定： RS或RD選定的寄存器000110 R0 R1 R2 I/O指令輸入（1N）和輸入（OUT）指令采用單字節(jié)指令，其格式如下：7 6 5 4 3 2 1 0OP-CODE addr RD其中，addr=01時(shí)，選中“INPUT DEVICE”中的開關(guān)組作為輸入設(shè)備，addr=10時(shí)，選中“INPUT DEVICE”中的數(shù)碼塊作為輸入設(shè)備。 訪問指令及轉(zhuǎn)移指令模型機(jī)設(shè)計(jì)兩條訪問指令，即存數(shù)（STA）、取數(shù)（LD

3、A），兩條顓臾指令，即無條件轉(zhuǎn)移（JMP）、結(jié)果為零或有進(jìn)位轉(zhuǎn)移（BZC），指令格式如下： 7 6 5 4 3 2 1 0 00 MOP-CODE RD D其中，OP-CODE為操作碼，rd為目的寄存器地址（LDA、STA指令使用）。D為位移量（正負(fù)均可），M為尋址模式，其定義如下： 尋址模式有效地址E說明00011011 E=D E=(D) E=(RI)+D E=(PC)+D直接尋址間接尋址RI變址尋址相對(duì)尋址本模式機(jī)規(guī)定變址寄存器RI指定為寄存器R2 停機(jī)指令停機(jī)指令格式如下：7 6 5 4 3 2 1 0OP-CODE 00 00MALT指令，用于實(shí)現(xiàn)停機(jī)操作。（3）指令系統(tǒng)在這次課程設(shè)

4、計(jì)中，我們?yōu)閷?shí)現(xiàn)模型機(jī)求解兩個(gè)數(shù)的最大公約數(shù)功能，主要用到MOV、SBC、CMP（新設(shè)計(jì)指令）、JMP、BZC、IN、OUT、HALT八條機(jī)器指令，其助記符、功能和具體指令格式如下：助記符指令格式功 能MOV RS，RDSBC RS，RDCMP RS，RD1000RSRD1010RSRD1100RSRDRSRDRS-RD-CYRDRS-RDJMP M，DBZC M，D00M1000 D00M1100 DEPC當(dāng)CY=1或Z=1 EPCIN addr，RD010001RD（addr）RDOUT addr，RD010110RDRD（addr）HALT01100000停機(jī)3. 總體結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)通路數(shù)據(jù)

5、通路框圖參見附錄1所示：4. 微程序流程圖微程序流程圖參見附錄2所示：二、 課程設(shè)計(jì)總結(jié)：通過這次課程設(shè)計(jì)，了解和掌握了模型機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)以及關(guān)于微程序的設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)初期無從下手，通過對(duì)實(shí)驗(yàn)教材中7.2復(fù)雜模型機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的練習(xí)，熟悉了實(shí)驗(yàn)環(huán)境和實(shí)驗(yàn)設(shè)備，同時(shí)也在實(shí)驗(yàn)摸索過程中對(duì)我們小組需要設(shè)計(jì)的課題有了初步的構(gòu)想。課程中，在陳老師的指導(dǎo)下，我們將課程設(shè)計(jì)分解為一步一步的小目標(biāo)，并逐個(gè)完成，最終實(shí)現(xiàn)模型機(jī)的最終功能。此次課程設(shè)計(jì)，需要我們自己去編寫匯編指令，然后將匯編指令轉(zhuǎn)化為機(jī)器指令，幫助我們復(fù)習(xí)和鞏固了匯編語言和計(jì)算機(jī)組成原理與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的理論知識(shí)，同時(shí)將微程序的設(shè)計(jì)帶到了實(shí)驗(yàn)中來，而不是之前抽

6、象的考卷中的內(nèi)容。在這次實(shí)驗(yàn)過程中，我們遇到了諸多問題。例如：實(shí)驗(yàn)前期我們了解甚少，不知如何下手，在向老師請(qǐng)教和小組成員之間互相討論之后，情況變得明朗；實(shí)踐中，我們對(duì)于SBC指令的功能R1-R2-CY->R2，希望可以對(duì)其產(chǎn)生變更，希望最終結(jié)果送到R1寄存器，這樣就可以省去許多步驟提高效率，遺憾的是在最終上機(jī)運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)了錯(cuò)誤，被迫改回原來的指令格式，通過增加步驟確保最終結(jié)果的正確性；實(shí)驗(yàn)最后，調(diào)試運(yùn)行階段，通過數(shù)據(jù)通路圖顯示我們自己設(shè)計(jì)的CMP指令已經(jīng)測(cè)試成功，但是卻沒有得到最終的正確結(jié)果，而是在BZC指令跳轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)了異常，第二天我們又回到實(shí)驗(yàn)室換了一臺(tái)機(jī)箱后，實(shí)驗(yàn)最終得以成功，我們?cè)O(shè)計(jì)

7、的模型機(jī)實(shí)現(xiàn)了求解兩個(gè)數(shù)最大公約數(shù)的功能。三、 小組成員各自的任務(wù)和完成情況： 在進(jìn)行課程設(shè)計(jì)初期，確定了主題之后，我們一起討論接下來為實(shí)現(xiàn)模型機(jī)功能所需要采用的具體的實(shí)現(xiàn)方法。在課程設(shè)計(jì)過程中，馬拉多納同學(xué)負(fù)責(zé)完成了匯編偽指令的設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)格式的設(shè)計(jì)，平時(shí)任務(wù)提交的書寫以及微程序流程圖的設(shè)計(jì)等工作；梅西同學(xué)負(fù)責(zé)完成了匯編偽指令到匯編指令的改寫，總體結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)通路的設(shè)計(jì)，機(jī)器碼$P的編寫等工作；跳水王C羅同學(xué)負(fù)責(zé)完成了指令格式的設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)中機(jī)箱的接線工作，微程序$M的編寫以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫工作。 在課程設(shè)計(jì)后期，我們又一起進(jìn)行后期的調(diào)試工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤所在，并在討論后為第二天的調(diào)試工作制定了兩

8、種方案，最終我們修正了錯(cuò)誤，實(shí)現(xiàn)了我們最初所要設(shè)計(jì)的模型機(jī)的功能-求解兩個(gè)數(shù)的最大公約數(shù)。附 錄：附錄一：數(shù)據(jù)通路圖附錄二：微程序流程圖附錄三：機(jī)器碼及微程序:程 序 助記符$P0044 IN 01, R0$P0145 IN 01, R1$P02C1 CMP R0, R1$P030C BZC 00, 0A$P040A $P0586 MOV R1, R2$P06A1 SBC R0, R1$P0788 MOV R2, R0$P0808 JMP 00, 02$P0902 $P0A82 MOV R0, R2$P0B84 MOV R1, R0$P0C89 MOV R2, R1$P0DC1 CMP R0,

9、 R1$P0E0C BZC 00, 12$P0F12 $P1008 JMP 00, 05$P1105 $P1258 OUT 10, 00$P1360 HALT微程序$M00018108$M0101ED82$M0200C050$M0300A004$M0400E0A0$M0500E006$M0600A007$M0700E0A0$M0801ED8A$M0901ED8C$M0A00A03B$M0B018001$M0C00203C$M0D00A00E$M0E01B60F$M0F95EA25$M1001ED83$M1101ED85$M1201ED8D$M1301EDA6$M14001001$M15030401$M16018016$M173D9A01$M18019201$M1901A22A$M1A01B22C$M1B01A232$M1C01B233$M1D01A236$M1E318237$M1F318239$M20009001$M21028401$M2205DB81$M230180E4$M24018001$M2595AAA0$M2600A027$M2701BC28$M2895EA29$M2995AAA0$M2A01B42B$M2B959B41$M2C01A42D$M2D65