RISC模型机

RISC模型机的设计及实现 实验报告

《计算机组成与系统结构》

课程设计报告

报 告 题 目：RISC模型机的设计及实现 作者所在系部： 计算机科学与工程系 作者所在专业： 计算机科学与技术 作者所在班级： 0 作 者 姓 名 ： 0 指导教师姓名： 完 成 时 间 ： 0

RISC模型机的设计及实现 实验报告

目 录

目 录 ................................................................................................................................ 1 内容摘要 ............................................................................................................................ 2 关键词 ...............................................

心理弹性量表（CD-RISC）

指导语：下表是用于评估心理弹性水平的自我评定量表。请根据过去一个月您的情况，对下面每个阐述，选出最符合你的一项。注意回答这些问题没有对错之分。 序号 我能适应变化 我有亲密、安全的关系 有时，命运或上帝能帮忙 无论发生什么我都能应付 过去的成功让我有信心面对挑战 我能看到事情幽默的一面 应对压力使我感到有力量 经历艰难或疾病后，我往往会很快恢复 事情发生总是有原因的 无论结果怎样，我都会尽自己最大努力 我能实现自己的目标 当事情看起来没什么希望时，我不会轻易放弃 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

我知道去哪里寻求帮助 在压力下，我能够集中注意力并清晰思考 我喜欢在解决问题时起带头作用 我不会因失败而气馁 我认为自己是个强有力的人 我能做出不寻常的或艰难的决定 我能处理不快乐的情绪 我不得不按照预感行事 我有强烈的目的感 我感觉能掌控自己的生活 我喜欢挑战 我努力工作以达到目标 我对自己的成绩感到骄傲 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3

简单RISC处理器设计

6.3 简单RISC处理器设计

前面我们已经学习了现代电子系统设计的基本方法，学习了使用Verilog HDL语言设计简单组合逻辑和简单时序逻辑模块，学习了自顶向下的设计方法，同时还学习了状态机的设计。在这里，将综合运用以上所学的知识，设计一个简化的处理器。“麻雀虽小，五脏俱全”，这里设计的处理器虽然是经过简化的，但是能对其进行综合、适配，最终可以在硬件上运行。

这里介绍的处理器由于主要用于教学，只是一个简单的教学模型，设计不一定合理，只是从原理上说明了一个简单的处理器是如何构成的。

6.3.1 RISC处理器简介

中央处理器（CPU，Central Processing Unit）是计算机的核心部件。计算机进行信息处理可分为两个步骤：

（1）将数据和程序（即指令序列）输入到计算机的存储器中；

（2）从第一条指令的地址起开始执行该程序，得到所需结果，结束运行。CPU的作用是协调并控制计算机的各个部件并执行程序的指令序列，使其有条不紊地进行。因此它必须具有以下基本功能：

◆ 取指令——当程序已在存储器中时，首先根据程序入口地址取出一条程序，为此要发出指令地址和控制信号。

◆ 分析指令——即指令译码，这是对当前取得的指令进

网络空间安全与计算机学院 计算机组成与体系结构 实验报告

一、实验目的：

通过学习复杂模型机的内容掌握机器指令的运行过程，了解指令是如何分解为微指令来一步步执行的，并通过学习能够达到自主设计微指令。

二、实验原理：

通过计算微地址来散转到制定的微指令的位置，然后在此微地址编写实现功能的微指令，一步步执行，最后进行结尾变址，来实现预想的功能。

三、实验过程及现象：

首先定下想要实现的扩展指令功能和指令码形式 扩展指令 com r0, r1 ;

功能 R0，R1先求补码在与非，最后结果存入R0

指令系统：

助记符 操作数 指令码 长度 注释

COM R0,R1 C1 1 将R0，R1中的数据，分别求补码后，进行与非操作

首先我编写的指令是COM ，指令码制定的为 C1，所以计算散转地址为 0780 ，于是COM 指令的操作需在0780 微地址处编写：

COM R0,R1 ; 指令功能是 将R0，R1中的数据，分别求补码后，进行与非操作 想要实现COM 指令，需先弄清楚 需要哪些微指令来实现这个操作。基本可以分解为如下微指令操作： 1、输入 R0，R1

2、（对R0，R1求补

计算机组成原理实验报告

评语: 课中检查完成的题号及题数： 成绩:

自评分:

92

课后完成的题号与题数：

实验报告

实验名称：

基于复杂模型机两个8位二进制数乘法的实现

日期： 姓名： 姓名：

2012/1/9

班级： 班级：

学号： 学号：

一、实验目的：

1. 综合运用所学计算机组成原理知识，设计并实现较为完整的计算机 2. 锻炼动手能力，实践排错能力

3. 进一步理解计算机运行的原理以及微指令架构

二、实验内容：

1. 根据实验指导书提供的复杂模型机电路图连接电路，并校验电路 2. 装载示例程序并运行，分析理解所增加的微指令

3. 根据复杂模型机现有条件设计两个8位二进制相乘的程序

三、项目要求及分析：

实验内容1、2

按照实验指导书进行，略。

实验内容3 分析：

要求利用复杂模型机现有的指令系统以及硬件电路设计一段实现八位二进制数相乘的程序。因为乘法在计算机中有多种算法实现，包

1

计算机组成原理实验报告

括整数乘、小数乘、原码乘、补码乘等等，因为此次实验并不要求给出一个完整的实用乘法程序段，故实验程序只实现两个八位二进制整数无符号相乘运算。

长 沙 学 院

课程设计说明书

题系

(

部

目 复杂模型机设计之冒泡排序 )

计算机科学与技术系 １０级计科２班

sunyx 2010021231

2012.12.17－2012.12.30

专业(班级) 姓学指起

导止

教日

名 号 师 期

课程设计任务书

课程名称：计算机组成原理

设计题目：（共3个课题，最多2人一组，每组任选一题） 1.简单模型机的设计(累加和)； 2.复杂模型机的设计之一（求最大值）； 3.复杂模型机的设计之二（原码四位乘法）。

已知技术参数和设计要求： 内容和技术参数：

利用所学过的理论知识，特别是微程序设计的思想，写出要设计的指令系统的微程序。设计环境为TDN－CM＋计算机组成原理教学实验系统，微机，虚拟软件。将所设计的微程序在此环境中进行调试，并给出测试思路和具体程序段。最后撰写出符合要求的课程设计说明书、完成答辩。 1. 简单模型机的设计(累加和)

设在内存地址20h处开始存放着数组1、3、5、7、9、...。请编写机器指令及程序、微指令，完成数组求和，并依次输出结果。

2. 复杂模型机的设计之一（求最大值）

设在内存地址20h处开始存放着数组66、33、88、...、00。请编写机器指令及程序、微指令，完成数

名 称： 题 目：院 系：班 级：学生姓名：

实验报告

计算机组成原理大实验 8位模型机的设计 计算机系

8位模型机的设计

关键词

模型机设计 控制器 微程序设计

摘要

设计一个简单的8位模型机，主要包括指令系统、运算器、控制器、存储器、时序产生器总线等设计。

前言

原理是计算机科学技术学科的一门核心专业基础课程。从课程地位来说，它在先导课程和后续课程之间起着承上启下的作用。

计算机组成原理讲授单处理机系统的组成和工作原理，课程教学具有知识面广，内容多，难度大，更新快等特点。此次课程设计目的就是为了加深对计算机时间和空间概念的理解，增强对计算机硬件和计算机指令系统的更进一步的了解。

计算机组成原理课程设计是为了加深对计算机工作原理的理解以及计算机软硬件之间的交互关系。不仅能加深对计算机的时间和空间的关系的理解，更能增加如何实现计算机软件对硬件操作，让计算机有条不紊的工作。

正文

一、设计的目的

根据计算机组成原理课程所学知识，设计一个8位的模

本科生课程实习

基本模型机的设计与实现

课程名称 学生姓名 学生学号 所在专业 所在班级 指导教师 成绩

计算机组成与结构

XXX 20151162XXXX 计算机科学与技术

计科11XX

彭小红

职称

系主任

目 录

1

设计任务与要求 .......................................................................................................... 2 1.1 1.2 1.3 2 2.1 2.2 3 3.1 3.2 3.3 4 4.1 4.2 5 6

设计目的 ................................................................................................................. 2 设计内容 ................................................................................................................. 2 设计要求 ..

一．设计题目

计算机组成原理课程设计——简单模型机的微程序设计

二．主要内容

一般地讲，编写微程序可以分成以下几步： 1、设计机器的指令格式。

2、对所设计的指令进行分析，画出各指令的用微命令表示的微流程图。不仅要画出每个对应一条微指令的功能框内的微命令，而且要初步确定该条微指令在控存中的微地址，以便于在设计微程序时确定前一条指令的次地址NA字段和C字段的编码。在这个过程中，一定要注意P（1）测试的规则以及指令高四位的编码。

3、根据微流程图的顺序，一个功能框一个功能框地确定各字段的编码，将这些字段组合即可形成一条条的微指令编码。这些微指令的集合就是可以完成所设计的指令功能的微程序。当然这样设计的微程序有可能不完全正确，还需要进一步检查修改。

以上几步可以用脑、手、纸、笔即可完成。

4、对设计的微程序进行检查修改。本模型机可以手动地用开关将微程序输入机器的控存。为了能将要执行的指令输入主存，在微程序中必须安排一端相应的微程序；为了能检查输入的指令是否正确，也要设计一段微程序。

三. 具体要求

1.通过使用作者开发的微程序分析和设计仿真软件，熟悉介绍的为基本模型机而设计的微程序的执行过程。必须充分理解并正确解释下些问

福建农林大学计算机与信息学院

（数学类课程）

课程论文报告

课程名称： 课程论文题目： 姓 名：

系： 专 业： 年 级： 学 号： 指导教师： 职 称：

数学模型 打孔机生产效能的提高

2013年 1月7日

福建农林大学计算机与信息学院数学类课程

课程论文结果评定

评定内容 工作态度 论文格式 评定指标 工作努力，遵守纪律；工作作风严谨务实；按期完成规定的任务 格式规范、结构合理、内容完整 假设合理；模型正确；求解准确；表述清晰。立论正确，论述充分，结论严谨合理；实验正确，分析处理科学；文字通顺，技论文质量 术用语准确，符号统一，编号齐全，书写工整规范，图表完备、整洁、正确；论文结果有应用价值； 工作创新 工作量与工作难度 成绩： 指导教师签字： 任务下达日期：2012年12月12日 评定日期：2013年1月15日 工作中有创新意识、有见解；对前人工作有改进或突破，或有独特见解； 工作量饱满，工作难度大 0.1 0.1 0.6 评分权值 0.1 0.1 评定成绩

目录

摘要 ...............................................................