目錄
1 課程設計需求分析 3
1.1 課程設計目的與要求 3
1.2 課程設計內(nèi)容 3
1.3 實驗器材描述 4
1.4 存儲器劃分 4
1.5 指令譯碼電路分析 5
1.6 寄存器譯碼電路分析 6
1.7 時序分析 8
1.8 微指令格式分析 8
2 總體設計 10
2.1 數(shù)據(jù)格式 10
2.2 機器指令描述 10
2.3 機器指令設計 11
3 詳細設計 14
3.1 控制臺設計 14
3.2 控制臺指令 15
3.3 單條指令的詳細設計 18
3.4 微程序流程圖設計 26
4 編碼實現(xiàn) 27
5 設計測試 28
6 實驗心得體會 30
附錄一： 31
附錄二： 32
參考文獻： 33
課程設計需求分析
1.1 課程設計目的與要求
本課程設計是計算機科學與技術專業(yè)重要的實踐性教學環(huán)節(jié)之一，是在學生學習完《計算機組成原理》課程后進行的一次全面的綜合設計。目的是通過一個完整的8位指令系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（ISA）的設計和實現(xiàn)，加深對計算機組成原理課程內(nèi)容的理解，建立起整機系統(tǒng)的概念，掌握計算機設計的基本方法，培養(yǎng)學生科學的工作作風和分析、解決實際問題的工作能力。
要求學生綜合運用計算機組成原理、數(shù)字邏輯和匯編語言等相關課程的知識，理解和熟悉計算機系統(tǒng)的組成原理，掌握計算機主要功能部件的工作原理和設計方法，掌握指令系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計的一般方法，掌握并運用微程序設計（Microprogramming）思想，在設計過程中能夠發(fā)現(xiàn)、分析和解決各種問題，自行設計自己的指令系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（ISA）。
1.2 課程設計內(nèi)容
基于TDN-CM++計算機組成原理實驗教學系統(tǒng)，設計和實現(xiàn)一個8位指令系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（ISA），通過調(diào)試和運行，使設計的計算機系統(tǒng)能夠完成指定的功能。
設計過程中要求考慮到以下各方面的問題：
1、指令系統(tǒng)風格（寄存器-寄存器，寄存器-存儲器，存儲器-存儲器）；
2、數(shù)據(jù)類型（無符號數(shù)，有符號數(shù)，整型，浮點型）；
3、存儲器劃分（指令，數(shù)據(jù)）；
4、尋址方式（立即數(shù)尋址，寄存器尋址，直接尋址等）；
5、指令格式（單字節(jié)，雙字節(jié)，多字節(jié)）；
6、指令功能類別（算術／邏輯運算，存儲器訪問，寄存器操作，程序流控制，輸入／輸出）；