华信学院组成原理课设16位模型机.pdfVIP

石家庄经济学院 华信学院 计算机组成原理课程设计报告 题 目 16位模型计算机的设计 姓 名 学 号 班 号 指导老师 成 绩 2015年1月 目 录 1. 课程设计 目的 2 2. 开发工具选择 3 3. 模型机的功能 3 4 ．指令系统设计 3 5. 数据通路设计 5 6. 指令流程图设计 6 7. 状态转换图设计 7 8. 调试仿真 8 9. 课程设计回顾总结 15 参 考 文 献 15 1．课程设计 目的 （1）融会贯通计算机组成原理课程各章教学内容，通过知识 综合运用，加深对CPU各模块工作原理及相互联系的认识。 （2）掌握组合逻辑控制器、微程序控制器的设计。 （3）理解计算机如何取出指令、如何执行指令、如何在一条 指令执行结束后自动取出下一条指令并执行，牢固建立计算机 整机概念。 2.开发工具选择 （1） 硬件描述语言 CPU的设计采用了功能强大的VHDL语言，它具有很 强的行为能力描述，设计方法灵活，可以支持库和模块 设计方法。 （2） QuartusII软件开发工具 本设计采用的软件开发工具是美国的Altera公司的 QuartusII，它支持多种设计输入方法，包括原理图输 入、文本输入。 （3） EDA实验开发系统 本设计采用的EDA实验开发系统，主要用于提供可编程 逻辑器件的下载电路及EDA实验开发的外围资源，供硬件验证 用。 3.模型机的功能 内存单元addr1、 addr2、result 完成以下操作：[result]←[addr1]and [addr2]or immd 4.指令系统设计 RAM 中存放程序中的数据； ROM 中存放程序中的指令，依据指令的格式将相应的指令 写成二进制的机器指令存储在ROM 中。实验中，指令的格 式如下所示。 注：操作码4位，寄存器字段rs，rt ，rd各三位，Fun功能字段3 位，Imm立即值字段6位；一共8个寄存器，R0只读不可写，恒 为0 。 实验中所用指令的种类： R类型的指令 ADD Rd,Rs,Rt I类型的指令 LW Rt, Rs,immd SW Rt, Rs,immd OR RS,RT,immd 所属的指 指令 操作码OP