参考计算机组成原理课程设计报告求负数平方和cisc.doc

计算机组成原理课程设计报告 题 目： 求负数平方和CISC模型 院 系： 计算机科学与工程学院 专 业： 计算机科学与技术 指导教师： 陈智勇 2014年3月30号 目 录 1课程设计的题目与内容 1 2 课程设计完成的内容 1 3 系统开发环境及VHDL语言介绍 1 4 系统总体设计 2 5 MAX PLUS II软件编译仿真测试和结果分析 9 6 遇到的问题及解决办法 11 7 心得体会 11 8 参考文献 12 9 附录 12 一：课程设计的题目及内容 　１　题目　 输入包含5个整数（有符号数）的数组M，输出所有负数的平方和。 　２　要求 　采用定长CPU周期、联合控制方式，并运行能完成一定功能的机器语言源程序进行验证，机器语言源程序功能如下： 五个有符号数从外部输入，一定要使用符号位（比如说SF），并且要使用负的时候转移（比如说JS）或不为负的时候转移（比如说JNS）指令； 采用三数据总线结构的运算器，采用RAM，先将输入数据依次存放在RAM的某一连续的存储区域内，再依次读出判断是否为负数，若为负数再求其平方和。 二：课程设计的要求 　1.完成系统的总体设计，画出模型机数据通路框图； 2.设计微程序控制器（CISC模型计算机）的逻辑结构框图； 3.设计机器指令格式和指令系统； 4.设计时序产生器电路； 5.设计所有机器指令的微程序流程图； 6.设计操作控制器单元； 　 在CISC模型计算机中，设计的内容包括微指令格式（建议采用全水平型微指令）、微指令代码表（根据微程序流程图和微指令格式来设计）和微程序控制器硬件电路（包括地址转移逻辑电路、微地址寄存器、微命令寄存器和控制存储器等。具体电路根据微程序控制器的逻辑结构框图、微指令格式和微指令代码来设计）。 7.设计模型机的所有单元电路，并用VHDL语言（也可使用GDF文件----图形描述文件）对模型机中的各个部件进行编程，并使之成为一个统一的整体，即形成顶层电路或顶层文件； 8.由给出的题目和设计的指令系统编写相应的汇编语言源程序； 9.根据设计的指令格式，将汇编语言源程序手工转换成机器语言源程序，并将其设计到模型机中的ROM中去； 10.使用EDA软件进行功能仿真，要保证其结果满足题目的要求；（其中要利用EDA软件提供的波形编辑器，选择合适的输入输出信号及中间信号进行调试。） 11.器件编程，并在EDA实验平台上进行操作演示 三：系统开发环境及ＶＨＤＬ语言介绍? １　Max plus II Max+plusⅡ是Altera公司上一代的PLD开发软件，Max+plusⅡ界面友好，使用便捷，主要用于设计新器件和大规模CPLD/FPGA).使用MAX+PLUSII的设计者不需精通器件内部的复杂结构。设计者可以用自己熟悉的设计工具（如原理图输入或硬件描述语言）建立设计，MAX+PLUSII把这些设计转自动换成最终所需的格式。其设计速度非常快。对于一般几千门的电路设计，使用MAX+PLUSII，从设计输入到器件编程完毕，用户拿到设计好的逻辑电路，大约只需几小时。设计处理一般在数分钟内内完成。特别是在原理图输入等方面，Maxplus2被公认为是最易使用，人机界面最友善的PLD开发软件，特别适合初学者使用 ２　嵌入式CISC系统控制器的逻辑结构框图 ? ３　模型机的指令系统和所有指令的指令格式设计 输入指令（IN1）格式： 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 操作码 × × Rd ×××××× MOV指令格式： 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 操作码 × × Rd 立即数im 取数指令（LAD）格式： 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 操作码 Rs Rd ×××××× 相加指令（ADD）格式： 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 操作码 Rs Rd ×××××× 加1指令（INC）格式： 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 操作码 ×× Rd ×××××× 减1指令（DEC）格式： 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 操作码 ×× Rd ×××××× 非零条件转移指令（JNZ）格式： 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4