基于CPLD的組合邏輯控制模型機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、《計(jì)算機(jī)組成原理》是計(jì)算機(jī)專業(yè)本科教學(xué)的一門核心課程，更是研究生入學(xué)考試的必考科目。該課程涉及到多門學(xué)科，需要軟件、硬件、數(shù)字電路、程序設(shè)計(jì)方法等課程的支撐，因而理論性較強(qiáng)。同時它又是一門實(shí)踐性學(xué)科，讓學(xué)生們參與課程實(shí)驗(yàn)是學(xué)習(xí)好這門課程非常有效的方法，因此，各大高校也越來越重視該課程在教學(xué)實(shí)驗(yàn)方面的研究。該課程實(shí)驗(yàn)所用到的模型機(jī)按照控制器控制方式的不同，可以分為組合邏輯控制模型機(jī)和微程序控制模型機(jī)。為了提升教學(xué)質(zhì)量，完善組成原理課程實(shí)驗(yàn)

2、，掌握CPU內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理，本課題設(shè)計(jì)出了基于CPLD的組合邏輯控制模型機(jī)。
　　組合邏輯控制模型機(jī)根據(jù)馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，總線結(jié)構(gòu)采用8位單總線，主要包括指令系統(tǒng)、運(yùn)算器模塊、存儲器模塊、組合邏輯控制器模塊幾大部分。指令系統(tǒng)的設(shè)計(jì)借鑒了精簡指令集（RISC）的設(shè)計(jì)思想，主要由使用頻率較高的23條功能指令和3條面板指令組成，包含寄存器操作指令、內(nèi)存訪問指令、跳轉(zhuǎn)指令和輸入輸出指令。組合邏輯控制器采用CPLD設(shè)計(jì)，分為時

3、序節(jié)拍電路、指令譯碼電路和組合邏輯電路三大部分。指令譯碼器完成對指令的譯碼，通過對指令執(zhí)行過程進(jìn)行分析，確定機(jī)器周期節(jié)拍數(shù)為10個，使所有指令均能在一個周期內(nèi)完成，然后對控制信號的形成過程進(jìn)行分析，列出控制信號的邏輯表達(dá)式之后，搭建起組合邏輯電路，此時組合邏輯控制器設(shè)計(jì)完成。最終將組合邏輯控制器和運(yùn)算器、存儲器組成完整的組合邏輯控制模型機(jī)。
　　通過CPLD實(shí)現(xiàn)控制器之后，組合邏輯控制模型機(jī)在速度上的優(yōu)勢體現(xiàn)的更為突出，它有效地增