计算机组成原理课程设计实验报告

计算机组成原理课程设计报告

设计时间：

专业名称：班级学号：学生姓名：指导教师：年 6 月11

网络工程

网络1002

张珍丽

丁伟

日—— 2012年 6 月 20 日

2012

第一天 取操作数微程序的设计和调试

一、设计目标

设计并调试取操作数的微程序 二、取操作数微流程

004取源操作数入口5:M→mAR1,0008寄存器寻址寄存器间接寻址变址寻址00A立即/直接/间接/相对寻址00BPCoe, ARcePCoe, ARce00C00FARoe′, RD,DRce′, PCincARoe′, RD, DRce′, PCinc6:M′→mAR2,1010相对间接直接立即00D010012DRoe, AceDRoe, AceDRoe, ARce00EGRSoeADD, SV011013PCoeADD, SVARoe′, RD, DRce′009017014GRSoe, ARceSoe，ARceDRoe, ARce008015GRSoe, TRce0:NA→mAR006ARoe′, RD,DRce′016DRoe, TRce0:NA→mAR006进入取目标操作数

2

006取目的数入口5:M→mAR1,0018寄存器寻址

计算机组成原理课程设计报告

设计时间：

专业名称：班级学号：学生姓名：指导教师：年 6 月11

网络工程

网络1002

张珍丽

丁伟

日—— 2012年 6 月 20 日

2012

第一天 取操作数微程序的设计和调试

一、设计目标

设计并调试取操作数的微程序 二、取操作数微流程

004取源操作数入口5:M→mAR1,0008寄存器寻址寄存器间接寻址变址寻址00A立即/直接/间接/相对寻址00BPCoe, ARcePCoe, ARce00C00FARoe′, RD,DRce′, PCincARoe′, RD, DRce′, PCinc6:M′→mAR2,1010相对间接直接立即00D010012DRoe, AceDRoe, AceDRoe, ARce00EGRSoeADD, SV011013PCoeADD, SVARoe′, RD, DRce′009017014GRSoe, ARceSoe，ARceDRoe, ARce008015GRSoe, TRce0:NA→mAR006ARoe′, RD,DRce′016DRoe, TRce0:NA→mAR006进入取目标操作数

2

006取目的数入口5:M→mAR1,0018寄存器寻址

计算机组成原理课程设计报告

班级：08计算机 0803 班 姓名： 陈祥 学号： 20082908 完成时间： 2011.1.3

一、课程设计目的

1．在实验机上设计实现机器指令及对应的微指令（微程序）并验证，从而进一步掌握微程序设计控制器的基本方法并了解指令系统与硬件结构的对应关系； 2．通过控制器的微程序设计，综合理解计算机组成原理课程的核心知识并进一步建立整机系统的概念；

3．培养综合实践及独立分析、解决问题的能力。

二、课程设计的任务

针对COP2000实验仪，从详细了解该模型机的指令/微指令系统入手，以实现乘法和除法运算功能为应用目标，在COP2000的集成开发环境下，设计全新的指令系统并编写对应的微程序；之后编写实现乘法和除法的程序进行设计的验证。

三、 课程设计使用的设备（环境） 1．硬件

? COP2000实验仪 ? PC机 2．软件

? COP2000仿真软件

四、课程设计的具体内容（步骤）

1．详细了解并掌握COP 2000模型机的微程序控制器原理，通过综合实验来实现

1.该模型机指令系统的特点：

从指令字长来看该模型机指令系统包含单字长和双字长两种格式的指

令，字长为8位，对于

武汉工业学院

计算机与信息工程系

计算机组成原理课程设计报告

专业：网络工程

班级：0805101

学号：080510116

姓名：王小飞

指导老师：蒋丽华

2010年12月20日

一、实验目的

1．深入理解基本模型计算机的功能、组成知识；

2．深入学习计算机各类典型指令的执行流程；

3．学习硬布线控制器的设计过程和相关技术；

4．在掌握部件单元电路实验的基础上，进一步将单元电路组成系统，构造一台基本模型计算机；

5．定义20条MIPS指令集的典型指令，并编写相应的汇编程序，能在模型机上调试，掌握计算机整机概念；

6．通过熟悉较完整的计算机的设计，全面了解并掌握硬布线控制方式计算机的设计方法，真正理解利用软件进行硬件设计的方法和技巧。

二、实验原理

1. 在部件实验过程中，各部件单元的控制信号是人为模拟产生的，而本实

验将能在硬布线控制下自动产生各部件单元控制信号，实现特定的功

能。

2. 实验选择了MIPS体系结构中比较典型的指令，使用QuartusII软件工具，

通过原理图以及VHDL语言设计CPU的逻辑电路来实现这些指令。另

外还用MIPS汇编语言编写了用于CPU测试的简单程序，对所设计的

CPU逻辑电路进行功能仿真模拟，以验证CPU逻辑电路的正确性。

图1 单周期CPU逻辑电路图

计算机组成原理

姓 名：学 号：班 级：指导老师：刘宏申日 期：

实验报告

2013年6月

2.1 寄存器实验

实验要求：利用CPTH 实验仪上的K16..K23 开关做为DBUS 的数据，其它开关做为控制信号，将数据写入寄存器，这些寄存器包括累加器A，工作寄存器W，数据寄存器组R0..R3，地址寄存器MAR，堆栈寄存器ST，输出寄存器OUT。

实验目的：了解模型机中各种寄存器结构、工作原理及其控制方法。 实验1：A，W 寄存器实验 连接线表：

系统清零和手动状态设定：K23-K16开关置零，按[RST]钮，按[TV/ME]键三次，进入\手动状态。

将55H写入A寄存器

二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据55H

置控制信号为：

按住STEP脉冲键，CK由高变低，这时寄存器A的黄色选择指示灯亮，表明选择A寄存器。放开STEP键，CK由低变高，产生一个上升沿，数据55H被写入A寄存器。

将66H写入W寄存器

二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据66H

置控制信号为：

按住STEP脉冲

计算机组成原理

姓 名：学 号：班 级：指导老师：刘宏申日 期：

实验报告

2013年6月

2.1 寄存器实验

实验要求：利用CPTH 实验仪上的K16..K23 开关做为DBUS 的数据，其它开关做为控制信号，将数据写入寄存器，这些寄存器包括累加器A，工作寄存器W，数据寄存器组R0..R3，地址寄存器MAR，堆栈寄存器ST，输出寄存器OUT。

实验目的：了解模型机中各种寄存器结构、工作原理及其控制方法。 实验1：A，W 寄存器实验 连接线表：

系统清零和手动状态设定：K23-K16开关置零，按[RST]钮，按[TV/ME]键三次，进入\手动状态。

将55H写入A寄存器

二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据55H

置控制信号为：

按住STEP脉冲键，CK由高变低，这时寄存器A的黄色选择指示灯亮，表明选择A寄存器。放开STEP键，CK由低变高，产生一个上升沿，数据55H被写入A寄存器。

将66H写入W寄存器

二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据66H

置控制信号为：

按住STEP脉冲

计 算 机 组 成 原 理

实 验 报 告

成评 语： 绩 教 师： 年 月 日

班 级： 学 号： 姓 名： 地 点： 时 间： - 1 -

实验一 存储器实验

1、 FPGA中LPM_ROM定制与读出实验

实验课件参考：/CMPUT_EXPMT/EXPERIMENTS/EXPMT3 / 实验3-1.PPT

实验示例参考：/CMPUT_EXPMT/Experiments/Expmt3 / DEMO_3_1_rom

一．实验目的

1、掌握FPGA中lpm_ROM的设置，作为只读存储器ROM的工作特性和配置方法。 2、用文本编辑器编辑mif文件配置ROM，学习将程序代码以mif格式文件加载于lpm_ROM中； 3、在初始化存储器编辑窗口编辑mif文件配置ROM； 4、验证FPGA中mega_lpm_ROM的功能。

二．实验原理

ALTERA的FPGA中有许多可调用的LPM (L

郑州航空工业管理学院

计算机科学与应用系实验报告

课 程 名： 计算机组成原理 学 号： 141096138 姓 名： 阚丰蕊 指导教师： 范喆 成 绩；

计算机科学与应用系

实验一 运算器实验（一）

1、实验目的

①深入了解AM2901运算器的功能及具体用法。 ②深化运算器部件的组成、设计、控制与使用知识。

③能够熟练掌握对运算器所需控制信号的设置，并使之完成运算。 ④能够独立地成功完成所给指令在运算器中的运算实验。

2、实验要求

①实验前，认真了解AM2901运算器的基本结构，预习所需实验的内容，并

在课前填写实验步骤表格，对于实验数据和实验结果进行预期性的分析，以提高实验效率。

②实验过程中，要按照正确的流程操作，防止损坏设备，分析可能遇到的各

种现象，判断结果是否正确，并记录运算结果。

③实验之后，要认真填写实验报告，包括对对到的各种现象的分析，实验步

骤和实验结果。 3、实验原理

（1）运算器数

计算机科学与技术-计104

- 1 -

计

算

机

组

成

原

理

实 验 报

告 姓 名：

学 号：

班 级：

指 导 老 师： 郑

啸

计算机科学与技术-计104

- 2 - 一、 实验名称：寄存器实验

1.实验要求：利用CPTH 实验仪上的K16..K23 开关做为DBUS 的数据，其它开关做为控制信号，将数据写入寄存器，这些寄存器包括累加器A ，工作寄存器W ，数据寄存器组R0..R3，地址寄存器MAR ，堆栈寄存器ST ，输出寄存器OUT 。

2.实验器材：DJ-CPTH 计算机组成原理实验系统

3. 实验目的：（1）理解自然语言形式命令的人工译码过程。

（2）学习系统部件和数据总线间传送数据的操作。

（3）了解模型机中各种寄存器结构、工作原理及其控制方法。

4.实验步骤：

1）将55H 写入A 寄存器

①K23-K16开关置零，按[RST]钮，按[TV/ME]键三次，进入"Hand......"手动状态。 ②二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据

55H

置控制信号为：

③按住STEP 脉冲键，CK 由高变低，观察现象；放开STEP 键，CK 由低变高，产生一个上升沿，数据55H 被写入A 寄存器。

2）将66H

实验1 通用寄存器实验

一、实验目的

1. 熟悉通用寄存器的数据通路。 2. 了解通用寄存器的构成和运用。

二、实验要求

掌握通用寄存器R3~R0的读写操作。

三、实验原理

实验中所用的通用寄存器数据通路如下图所示。由四片8位字长的74LS574组成R1 R0（CX）、R3 R2（DX）通用寄存器组。图中X2 X1 X0定义输出选通使能，SI、XP控制位为源选通控制。RWR为寄存器数据写入使能，DI、OP为目的寄存器写选通。DRCK信号为寄存器组打入脉冲，上升沿有效。准双向I/O输入输出端口用于置数操作，经2片74LS245三态门与数据总线相连。

图2-3-3 通用寄存器数据通路

四、实验内容

1. 实验连线 K23~K0置“1”，灭M23~M0控位显示灯。然后按下表要求“搭接”部件控制电路。

连线 1 2 3 4 5 6 7 8 9 信号孔 DRCK X2 X1 X0 XP SI RWR DI OP 接入孔 CLOCK 作用 单元手动实验状态的时钟来源 有效电平 上升沿打入 三八译码 八中选一 低电平有效 低电平有效 K10(M10) 源部件译码输入端X2 K9(M9) K8(M8) K7(M7) 源部件译码输入端X1 源部件译码输