计算机组成原理专业课程设计方案报告时序发生器.docVIP

计算机组成原理

课程设计汇报

学院：计算机学院

专业：计算机科学和技术

目录

1．试验目标………3

2．试验原理电路图………………3

3．机器指令和微程序……………5

4．试验设备………8

5．试验任务………8

6．试验结果……10

7．试验总结………11

一、试验目标

1．掌握时序产生器组成原理

2．掌握微程序控制器组成原理

3．掌握微指令格式化简和归并

4．将微程序控制器同实施部件（整个数据通路）联机，组成一台计算机

5．用微程序控制器控制模型机数据通路

6．经过CPU运行九条机器指令（排除相关中止指令）组成简单程序，掌握机器指令和微指令关系，牢靠建立计算机整机概念

二、试验原理电路图

1．时序发生器

TEC-4计算机组成原理试验时序电路图所表示，电路采取2片GAL22V10（U6,U7）,可产生两级等间隔时序新号T1-T4和W1-W4。其中一个W由一轮T1-T4循环组成，相当于一个微指令周期；而一轮W1-W4循环可供硬联线控制器实施一条机器指令。

-=时序信号发生器=-

此次试验不包含硬联线控制器，所以时许产生器中相关内容也能够依据需要放到硬联线控制器试验中进行。

CLR#为复位新号，低电位有效。试验仪处于任何状态下令CLR#=0，全部会使时序发生器和微程序控制器复位；CLR#=0时，则能够正常运行。

TJ是停机新号，是控制器输出新号之一。连续运行时，假如控制信号停机=1，会使机器停机，停止发送时序脉冲,从而暂停程序。QD是开启脉冲信号。

DP，DZ，DB是来自控制台开关信号。DP表示单拍，当DP=1时，每次只实施一条微指令；DZ表示单指，当DZ=1时，每次只实施一条机器指令；当DP，DB，DZ全部为0时，机器连续运行。

2．数据通路

微程序控制器是依据数据通路和指令系统来设计。这里采取数据通路是在综合前面各试验模块基础上，又增加程序计数器PC（U18）、地址加法器ALU2（U17）、地址缓冲寄存器R4（U25/U26）和中止地址寄存器IAR（U19），PC和ALU2各采取一片GAL22V10，二者配合使用，可完成程序地址储存、增1和加偏移量功效。R4由两片74HC298组成，带二选一输入端。IAR是一片74HC734，用于中止时保留断点地址。

3．微指令格式和微程序控制器电路

依据给定12条机器指令功效和数据通路总体图控制信号，采取微指令格式见下图。微指令字长共35位。其中次序控制部分10位（后继微地址6位，判别字段4位），操作控制字段25位，各位进行直接控制。微指令格式中，信号名带有后缀“#”信号为低有效信号，不带有后缀“#”信号为高有效信号。

-=微指令格式=-

对应微指令格式，微程序控制器组成以下图所是示，控制存放器采取5片EEPROM28C64(U8，U9，U10，U11，U12)。28C64输出是D0－D7，分别和引脚11、12、13、15、16、17、18、19相对应，CM0是最低字节，CM4是最高字节。微地址寄存器6位，用一片6D触发器74HC174(U1)组成，带有清零端。两级和门、或门组成微地址转移逻辑，用于产生下一微指令地址。在每个T1上升沿时刻，新微指令地址会打入微地址寄存器中，控制存放器随即输出对应微命令代码。微地址转移逻辑生成下一地址，等下一个T1上升沿时打入微地址寄存器。跳转开关JUMP(J1)是一组6个跳线开关。当用短路子将它们连通时，微地址寄存器μAR从本试验系统提供微程序地址译码电路得到新微程序地址μD0－μD5。当她们被断开时，用户提供自已新微程序地址μD0－μD5。这么用户能够使用自己设计微程序地址译码电路。5片EEPROM地址A6(引脚4)直接和控制台开关SWC连接，当SWC=1时，微地址大于或等于40H，当SWC=0时，微地址范围00H－3FH。SWC关键用于实现读寄存器堆功效。

-=微程序控制器组成=-

微地址转移逻辑多个输入信号中，INTQ是中止请求，本试验中能够不理会它。SWA、SWB是控制台两个二进制开关信号，试验台上线已接好。C是进位信号，IR7－IR4是机器指令代码，因为此次试验不连接数据通路，这些信号全部接到二进制开关K0—Kl5上。

三、机器指令和微程序

为了简单明了，本试验仪使用12条机器指令，均为单字长(8位)指令。指令格式以下表所表示：指令高4位提供给微程序控制器，低4位提供给数据通路。

指令功效和格式

名?称

助记符

功??能

指?令?格?式

IR7IR6?IR5IR4

IR3