东北大学秦皇岛分校组成课设报告

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1、东处丈修亲皇鳥今低针尊机鸟通信工程曇浣计算机组成原理课程设计专业名称计算机科学与技术班级学号2153127学生姓名黎楠指导教师张冬丽设计时间2017.12.18-2017.12.29课程设计任务书专业：计算机与通信工程学院学号：2153127学生姓名（签名）:设计题目：指令系统及微地址修改电路设计一、设计实验条件1207实验室硬件：PC机软件：XilinxISEModelSim编程语言：VHDL二、设计任务及要求1.设计5号指令、21号指令、32号指令、56号指令；2.断点方式下的微地址修改逻辑电路，实现“取指后，获取6、21、32、56号指令的微程序入口地址”；3.8位

2、求补器。三、设计报告的内容1.设计题目与设计任务（设计任务书）【题目：指令系统及微地址修改电路设计】1.5号，21号，32号，56号指令设计；2.断点方式下的微地址修改逻辑电路，实现“取指后，获取6、21、32、56号指令的微程序入口地址”；3.8位求补器。2.前言（绪论）（设计的目的、意义等）融会贯通计算机组成原理课程的内容，通过知识的综合运用，加深对计算机系统各个模块的工作原理及相互联系的认识；学习运用VHDL进行FPGA/CPLD设计的基本步骤和方法，熟悉EDA的设计、模拟调试工具的使用，体会FPGA/CPLD技术相对于传统开发技术的优点；培养科学研究的独立工作能力

3、，取得工程设计与组装调试的实践经验。3・设计主体（各部分设计内容、分析、结论等）【模型机逻辑框图】♦整机逻辑框图输入/输出地址总线ABTSDisplayInputz执行折令控制mu按作控制器时序产生器指令折令3仃点IR〉地址寄〃践W尸IDT71V016SA16bitsCPUSRAMVO15-1/00portoutmemdmemaA15-A0keyinmem_rd/OEmemwr/WEelkrstmembhmem_bl/BHE/BLEi_reqmem_cs/cs图1整机逻辑框图XCV200图2芯片引脚逻辑框图D竝

4、

5、R揺

6、IL左移135sii対图3CPU逻辑框图【微操作控

7、制信号】1、XRD：外部设备读信号，当给出了外设的地址后，输出此信号，从指定外设读数据。2、EMWR：程序存储器EM写信号。3、EMRD：程序存储器EM读信号。4、PCOE：将程序计数器PC的值送到地址总线ABUS上(MAR)。5、EMEN：将程序存储器EM与数据总线DBUS接通，由EMWR和EMRD决是将DBUS数据写到EM中，还是从EM读出数据送到DBUS。6、IREN：将程序存储器EM读出的数据打入指令寄存器IR。7、EINT：中断返回时清除中断响应和中断请求标志，便于下次中断。8、ELP：PC打入允许，与指令寄存器IR3、IR2位结合，控制程序跳转。9、FSTC：

8、进位置1,CY=110、FCLC：进位置0,CY=011、MAREN：将地址总线ABUS上的地址打入地址寄存器MAR。12、MAROE：将地址寄存器MAR的值送到地址总线ABUS上。13、OUTEN：将数据总线DBUS上数据送到输出端口寄存器OUT里。14、STEN：将数据总线DBUS上数据存入堆栈寄存器ST中。15、RRD：读寄存器组R0-R3,寄存器R?的选择由指令的最低两位决定。16、RWR：写寄存器组R0-R3,寄存器R?的选择由指令的最低两位决定。17、CN：决定运算器是否带进位移位，CN=1带进位，CN=O不带进位。18、FEN：将标志位存入ALU内部的标志寄

9、存器。19、WEN：将数据总线DBUS的值打入工作寄存器W中。20、AEN：将数据总线DBUS的值打入累加器A中。21-23:X2〜X0:X2、XI、X0三位组合来译码选择将数据送到DBUS上的寄存器°24-26:S2〜S0:S2、SI、S0三位组合决定ALU做何种运算。3.1.指令系统设计：第5号指令：助记符：ADDA,R?格式：操作码和地址码操作码：ADD地址码：A,R功能：累加器A“与”寄存器R?的值寻址方式：寄存器直接寻址第21号指令：助记符：ANDA,R?格式：操作码和地址码操作码：AND地址码：A,R功能：累加器A“与”寄存器R?的值寻址方式：寄存器直接寻址第

10、32号指令：助记符：MOVA,#11格式：操作码和地址码操作码：MOV地址码：A,#11功能：将立即数II送到累加器A中寻址方式：立即数寻址第56号指令：助记符：RLCA格式：操作码和地址码【指令格式】第5号指令:第21号指令:第32号指令:第56号指令:操作码：RLC地址码：A功能：累加器A带进位左移寻址方式：累加器寻址ADDA,R?指令类型：算术运算指令指令格式：000100XX操作码寻址类型ANDA,R?指令类型：逻辑运算指令指令格式：010100XX操作码寻址类型MOVA,#11指令类型：数据传送指令指令格式：0111