計算機組成原理課程設(shè)計--微程序控制運算器的設(shè)計

1、<p><b>　　課程設(shè)計（論文）</b></p><p>　　設(shè) 計 題 目 ：微程序控制運算器的設(shè)計</p><p>　　課 程 名 稱 ： 計算機組成原理 </p><p>　　院 (系) 部 ： 信息工程學(xué)院 </p><p>　　學(xué) 生 姓 名 ：

2、 </p><p>　　班 級 ： 11科計技本科班 </p><p>　　專 業(yè) ： 計算機科學(xué)與技術(shù) </p><p>　　成 績 ： </p><p>　　指 導(dǎo) 教

3、 師 ： </p><p>　　設(shè) 計 時 間 ： 2013年12月 </p><p><b>　　二O一三年十二月</b></p><p>　　微程序控制的運算器的設(shè)計</p><p><b>　　摘 要</b></p>

4、;<p>　　本設(shè)計詳細(xì)介紹了在可編程ispLSI1032E系統(tǒng)下，采用層次化設(shè)計方法，通過把八位全加器、八位計數(shù)器、八位寄存器作為底層電路，以設(shè)計八位計算機運算器的設(shè)計原理和設(shè)計過程，其中ALU為8位的加法器，具有加法和加1功能，兩操作數(shù)由八位寄存器R0、R1提供，其結(jié)果放入R2中，具體何種操作可由微命令任意設(shè)定。</p><p><b>　　Abstract</b><

5、/p><p>　　The detailed design of the programmable ispLSI1032E system, the use of hierarchical design method, the eight bit full adder, eight bit counter, eight bit registers as the underlying circuit, the design

6、 of eight bit computing the design principle and the design process, where ALU is a 8 bit adder, additive and plus 1function, the two operand is provided by the eight bit registers R0, R1, and the results in R2, which ca

7、n be set arbitrarily by micro operation command.</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一、設(shè)計任務(wù)與要求1</p><p>　　1、運算器的結(jié)構(gòu)1</p><p>　　2、微程序控制器1</p><p><b

8、>　　3、微指令格式2</b></p><p><b>　　4、編寫微指令2</b></p><p><b>　　5、調(diào)試步驟2</b></p><p>　　二、設(shè)計方案與論證3</p><p>　　1、確定總體結(jié)構(gòu)3</p><p><b&

9、gt;　　2、寄存器設(shè)置3</b></p><p>　　3、微程序計數(shù)器的設(shè)置3</p><p><b>　　4、加法器設(shè)置3</b></p><p><b>　　三、邏輯設(shè)計4</b></p><p>　　1、微程序計數(shù)器的設(shè)計4</p><p>　　

10、2、八位寄存器的設(shè)計6</p><p>　　3、加法器的設(shè)計7</p><p>　　四、設(shè)計過程與步驟8</p><p><b>　　1、創(chuàng)建新項目8</b></p><p>　　2、選擇虛擬器件8</p><p>　　3、設(shè)計原理圖輸入8</p><p>&l

11、t;b>　　4、源文件編譯9</b></p><p>　　5、設(shè)計項目適配10</p><p><b>　　6、編程下載10</b></p><p>　　7、在實驗箱上進(jìn)行邏輯驗證11</p><p>　　五、所遇到的問題及解決辦法11</p><p>　　六、結(jié)論與心

12、得11</p><p><b>　　七、參考文獻(xiàn)13</b></p><p><b>　　八、教師評語14</b></p><p><b>　　九、附錄15</b></p><p>　　附錄一：微程序控制的運算器設(shè)計原理圖15</p><p>

13、　　附錄二：本課程設(shè)計軟硬件平臺介紹18</p><p><b>　　一、設(shè)計任務(wù)與要求</b></p><p>　　設(shè)某計算機運算器，其中ALU為8位的加法器，具有加法和加1功能，兩操作數(shù)由八位寄存器R0、R1提供，其結(jié)果放入R2中，具體何種操作可由微命令任意設(shè)定。</p><p><b>　　1、運算器的結(jié)構(gòu)</b>

14、</p><p>　　運算器的結(jié)構(gòu),如圖1所示。</p><p><b>　　2、微程序控制器</b></p><p>　　微程序控制器的結(jié)構(gòu)圖，如圖2所示。</p><p>　　當(dāng)模式開關(guān)置于統(tǒng)調(diào)時，控制存儲器ROM2#、ROM1#、IR15-8、IR7-0、L15-8、L7-0、CPIR、A0～A7均連入1032E系

15、統(tǒng)中。其中，自行設(shè)計的微程序計數(shù)PC向控制存儲器提供8位微地址，在控存讀信號的作用下，讀出一條長16位的微指令代碼，并在打入命令CPIR的作用下，送入IR15-8、IR7-0。L15-8、L7-0用于顯示微指令寄存器IR15-8、IR7-0的內(nèi)容。</p><p>　　每當(dāng)按一次脈沖鍵便產(chǎn)生一個負(fù)脈沖，該脈沖的作用是：</p><p>　　1.作為讀控存的命令。</p>&l

16、t;p>　　2.負(fù)脈沖當(dāng)作CPIR將讀出的微指令打入微指令寄存器IR。</p><p>　　3.負(fù)脈沖的上升沿使PC＋1形成下一條微指令的地址。</p><p>　　4.負(fù)脈沖反相后的上升沿作為寄存器打入脈沖。</p><p><b>　　3、微指令格式</b></p><p>　　微指令格式，如圖3所示。<

17、/p><p><b>　　圖3.微指令格式</b></p><p><b>　　字段分配：</b></p><p>　　IR15-IR8：定義為8位操作數(shù)；</p><p>　　IR7：為1，C0=1；為0 C0=0；</p><p>　　IR6：為1，產(chǎn)生CPR0；</p

18、><p>　　IR5：為1，產(chǎn)生CPR1；</p><p>　　IR4：為1，產(chǎn)生CPR2；</p><p><b>　　4、編寫微指令</b></p><p>　　實驗要求：用二進(jìn)制代碼寫出下面3 條指令的微程序:例如55+AAR2執(zhí)行過程55R0 AAR1 R0+R1R2 結(jié)束。 </p><p&

19、gt;　　0101 0101 0100 0000</p><p>　　1010 1010 0010 0000</p><p>　　0000 0000 0001 0000</p><p><b>　　5、調(diào)試步驟</b></p><p>　　首先，將模式開關(guān)置于統(tǒng)調(diào)，涉及運算器和uPC邏輯線路并下載至1032E中；再將模式

20、開關(guān)置于分調(diào)，鍵入微指令十六進(jìn)制代碼至空存ROM2#、ROM1#中，微指令從0號單元開始存放。然后，將模式開關(guān)置于統(tǒng)調(diào)，按一次RET2鍵將uPC置零，每按一次脈沖鍵讀出一條微指令。當(dāng)微程序執(zhí)行完時檢查并記錄結(jié)果。</p><p><b>　　二、設(shè)計方案與論證</b></p><p><b>　　1、確定總體結(jié)構(gòu)</b></p>&

21、lt;p>　　程序設(shè)計的總體結(jié)構(gòu)，如圖4所示。</p><p>　　圖4.系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)</p><p><b>　　2、寄存器設(shè)置</b></p><p>　　R0、R1、R2 為8位的通用寄存器；R0、R1 R2為不帶復(fù)位的寄存器。</p><p>　　系統(tǒng)中R0、R1為通用寄存器，可存放源操作數(shù)、R2為通

22、用寄存器，可存放中間結(jié)果或最終結(jié)果；每個寄存器均由8個D觸發(fā)器構(gòu)成。</p><p>　　3、微程序計數(shù)器的設(shè)置</p><p>　　uPC采用的是8位二進(jìn)制異步加法計數(shù)器，微程序計數(shù)器的值通過加1實現(xiàn)的。復(fù)位信號有效時，計數(shù)器uPC清零。</p><p><b>　　4、加法器設(shè)置</b></p><p>　　采用8位

23、帶串行進(jìn)位的并行加法器。 為實現(xiàn)加、減法運算，系統(tǒng)用于計算的操作數(shù)一律采用補碼表示。加法器由8個一位全加器構(gòu)成，一位全加器之間采用串行進(jìn)位。</p><p>　　微程序設(shè)計技術(shù)，是利用軟件設(shè)計方法來設(shè)計硬件的一門技術(shù)?；舅枷胧欠抡胀ǔ５木幹瞥绦虻姆椒ǎ巡僮骺刂菩盘柧幊伤^的“微指令”，存放到一個只讀存儲器里，當(dāng)機器運行時，又一條一條讀出這些微指令，并由此產(chǎn)生全機所需的各種微操作控制信號，使相應(yīng)部件執(zhí)行所規(guī)定的

24、操作。</p><p>　　該課程設(shè)計采用微程序設(shè)計方法，通過確定總體結(jié)構(gòu)、邏輯設(shè)計、確定控制方式、測試用例等幾個步驟，完成簡單運算器及其外圍設(shè)備的電路設(shè)計，實現(xiàn)55R0 AAR1 R0+R1R2等指令的簡單功能，該方案是可行的。</p><p><b>　　三、邏輯設(shè)計</b></p><p>　　1、微程序計數(shù)器的設(shè)計</p>

25、<p>　　在數(shù)字電路中，把記憶輸入CP脈沖個數(shù)的操作叫做計數(shù)，能實現(xiàn)技術(shù)操作的電子電路稱為計數(shù)器。</p><p><b>　　主要特點：</b></p><p>　　一般的說，計數(shù)器除了輸入計數(shù)脈沖cp信號之外，很少有另外的輸入信號，其輸出通常也都實現(xiàn)態(tài)的函數(shù)，而輸入計數(shù)脈沖CP是當(dāng)作觸發(fā)器的時鐘信號對待的。</p><p>

26、　　從電路組成看，其主要組成單元是時鐘觸發(fā)器。</p><p>　　計數(shù)就是計CP脈沖的個數(shù)，每來一個CP脈沖，計數(shù)器就加一個1，隨著輸入計數(shù)脈沖個數(shù)的增加,計數(shù)器中的數(shù)值也增大，當(dāng)計數(shù)器計滿時再來CP脈沖，計數(shù)器歸零的同時給高位進(jìn)位。根據(jù)二進(jìn)制遞增計數(shù)規(guī)律。</p><p>　　以三位二進(jìn)制加法計數(shù)器為例，如其狀態(tài)圖如圖5所示.</p><p><b>

27、　　a)選擇觸發(fā)器</b></p><p>　　D觸發(fā)器,凡是具有置0 置1功能的電路,都叫D觸發(fā)器</p><p>　　特性方程:Qn+1=DCP上升沿時刻有效</p><p><b>　　b)求時鐘方程</b></p><p>　　由于要求構(gòu)成的是異步計數(shù)器,顯然各個觸發(fā)器的時鐘信號都應(yīng)使用輸入

28、計數(shù)脈沖CP.</p><p>　　c)求輸出方程C=Q2nQ1nQ0n</p><p><b>　　d)求狀態(tài)方程</b></p><p><b>　　CP</b></p><p>　　根據(jù)狀態(tài)圖的規(guī)定，可畫出異步三位二進(jìn)制計數(shù)器的原理圖，如圖6所示。</p><p>

29、　　同理，八位二進(jìn)制計數(shù)器原理圖如圖7所示：</p><p>　　八位二進(jìn)制計數(shù)器電子元器件生成，如圖8所示：</p><p>　　2、八位寄存器的設(shè)計</p><p>　　寄存器：具有寄存功能的電路。寄存器是一種基本的時序電路，在各種數(shù)字系統(tǒng)中幾乎無所不在，因為任何數(shù)字系統(tǒng)，都必須把需要處理的數(shù)據(jù)，代碼寄存器來，以便隨時取用。</p><p&g

30、t;<b>　　特點：</b></p><p>　?。?）具有存儲功能的觸發(fā)器組合構(gòu)成。</p><p>　?。?）任務(wù)是暫時存儲二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼，部隊存儲內(nèi)容進(jìn)行處理，邏輯功能比較單一。</p><p>　　本實驗要求設(shè)計一個8位的寄存器，其中d7—d0、q7—q0分別為寄存器的輸入和輸出，cp為寄存器的時鐘脈沖。圖電路為8位寄存器的線路原理

31、圖,如圖9所示。</p><p>　　八位寄存器電子元器件生成，如圖10所示：</p><p><b>　　3、加法器的設(shè)計</b></p><p>　　在項目管理器窗口中，打開菜單中的Source項，選擇new命令，在彈出對話框中選擇Schematic，并按OK隨即彈出一個對話框，要求輸入原理圖名稱，只要在文件名欄輸入如：Add8.sch并按

32、保存按鈕即進(jìn)入原理圖編輯窗口。將如下八位全加器原理圖輸入即可。加法器的原理圖，如圖11所示。</p><p>　　當(dāng)將八位全加器原理圖編輯完成并確認(rèn)沒有錯誤之后，在原理圖編輯窗口中，打開File菜單，點擊其中的Matching Symbol菜單項，此時，便生成了新的Add8元器件，出現(xiàn)在Local庫中。如圖12所示：</p><p><b>　　四、設(shè)計過程與步驟</b&g

33、t;</p><p><b>　　1、創(chuàng)建新項目</b></p><p>　?。?）啟動ispEXPERT SYSTEM；在Windows98下，選Lattice Semiconductor項的ispEXPERT SYSTEM，單擊后進(jìn)入ispEXPERT SYSTEM Project Navigator 窗口。</p><p>　　（2）建立

34、新項目，建立新項目的方法是：選擇項目管理其窗口中上排的菜單選項用鼠標(biāo)單擊File菜單下的New Project···，彈出Create New Project對話框，首先從最上部的小窗口選擇驅(qū)動器（假設(shè)使用D盤），然后用鼠標(biāo)左鍵單擊建“新文件夾”按鈕，在對話框的提示欄中鍵入USER，并選擇OK，這樣就在D盤的根目錄下建立了一個“USER”文件夾.</p><p>　?。?）在“文件名

35、”窗口鍵入項目名“wcxkzysq.syn”以取代原來默認(rèn)的New.syn，按“打開”確認(rèn)，新項目建立完畢并自動進(jìn)入項目管理器。</p><p><b>　　2、選擇虛擬器件</b></p><p>　　進(jìn)入項目管理器之后，在其左邊窗口可以看到虛擬器件：Virtual Device。現(xiàn)在需要選擇使用的具體目標(biāo)器件，雙擊Virtual Device，彈出Choose D

36、evice對話框。我們的實驗平臺所用的器件為ispLSI1032E，則可在Device family窗口中選擇ispLSI1000（1000系列），再在Device窗口中按動Device器件目錄中滾動條找到ispLSI1032E-70LJ84并選擇OK即可。如圖13所示：</p><p><b>　　3、設(shè)計原理圖輸入</b></p><p>　　在ispEXPERT

37、中如何使用原理圖輸入的方法進(jìn)行設(shè)計，主要步驟如下：</p><p><b>　　（1）原理圖命名</b></p><p>　　在項目管理器窗口下，選擇總菜單Source項下的New選項，此時將出現(xiàn)New Source對話框。選擇其中的Schematic(原理圖)，并單擊ok確認(rèn)。接著在隨后彈出的對話框的“文件名（N）”項下鍵入原圖名wcxkzysq.sch以取代原來的

38、*.sch，并選擇保存，即進(jìn)入原理圖編輯窗口。</p><p>　?。?）在原理圖編輯器的圖紙上添加器件，如附錄一。</p><p>　　選擇器件的方法：在塊接工具條中，點擊符號打開器件庫（或選擇Add菜單下的Symbol），器件庫的上部窗口Library表示器件的類別，下部窗口Symbol表示該類別所對應(yīng)的器件。本設(shè)計中先從Library中找到Add8，count8，Register8等

39、電子元器件。</p><p><b>　?。?）添加連線；</b></p><p>　　在快捷工具條中點擊畫線按鈕（或選擇Add菜單中的Wire項），進(jìn)入畫線狀態(tài)，單擊左鍵定義連線的始端，將光標(biāo)移至縣的另一端，單擊左鍵便可定義這根線。在連完一根線之后，單擊右鍵就可以結(jié)束這一連線，開始下一根線，依次完成全部的連線。</p><p><b&g

40、t;　?。?）為信號命名；</b></p><p>　　單擊快捷工具欄中的信號命名按鈕（或選擇Add菜單下的Net Name項），這時窗口的下方出現(xiàn)命令：Net Name-Enter Name=，在此鍵入“uir8”并按回車鍵，連線名“uir8”會粘在鼠標(biāo)的光標(biāo)上，將十字光標(biāo)的中心點移至該信號線的連線頭上，單擊鼠標(biāo)即可。用同樣的方法在其余連線上加上信號名。</p><p>　　

41、（5）添加I/O Markers；</p><p>　　單擊快捷工具按鈕（或選擇菜單下的I/O Markers項），在彈出的對話框中選擇“input”，在將鼠標(biāo)的光標(biāo)移至輸入信號的連線末端（位于連線和連線名之間），并單擊左鍵，這是會出現(xiàn)一個輸入I/O Markers框，標(biāo)記里面是連線名，用同樣的方法分別為其它加上輸入I/O Markers。至此，原理圖就全部輸入完畢。存盤退出即可。</p><

42、p><b>　　引腳所定</b></p><p>　　鎖定ispLSI器件引腳方法：單擊快捷工具按鈕（或在菜單條上選擇Add 項中的Symbol Attribute 命令），這是會出現(xiàn)一個Symbol Attribute Editor對話框。單擊需要定義屬性的輸出I/O Pad，對話框里會出現(xiàn)一系列可供選擇的屬性，選中“SynarioPin”屬性，并且把文本框中的“*”替換成所需要的管

43、腳號如‘34’，然后用鼠標(biāo)在圖紙的任意位置單擊一下，I/O Pad小方框中的“*”便被‘34’代替，（注意：不同的器件，其各引腳的標(biāo)號定義和功能都是不一樣的，在定義管腳時請查閱ispLSI1032E的引腳標(biāo)號和功能）。單擊其余需要鎖定引腳的I/O Pad，重復(fù)上述步驟，完成全部引腳鎖定工作，最后選擇File菜單下的Save選項存盤。</p><p><b>　　4、源文件編譯</b><

44、/p><p>　　源文件建立完畢之后，下一步是執(zhí)行每一個源文件所對應(yīng)的處理過程。在主項目管理器中選擇不同的源文件分別進(jìn)行編譯。編譯結(jié)束后如果出現(xiàn)兩個綠色的勾，說明你的設(shè)計完全正確。如果出現(xiàn)的是黃色的‘！’，說明設(shè)計中有“Warnings”出現(xiàn)，一般情況下不會有問題。如果出現(xiàn)的是紅色的“×”，則說明設(shè)計中存在著嚴(yán)重的錯誤，必須對照automake.log報告仔細(xì)分析，找出設(shè)計中的錯誤予以排除，然后重新編譯。&

45、lt;/p><p><b>　　5、設(shè)計項目適配</b></p><p>　　所謂適配就是將以上完成的邏輯設(shè)計針對以選定的器件，在EDA軟件的幫助下，形成能寫進(jìn)芯片的熔絲圖文件（*.jed），本例中也就是將設(shè)計項目適配到isp1032E中去。這是一個將邏輯設(shè)計轉(zhuǎn)化成為適合于具體isp器件的設(shè)計過程。通過適配，將生成標(biāo)準(zhǔn)的JED熔絲圖文件，以供編程到具體的芯片中之用。適配的

46、具體步驟是：</p><p>　?。?）基本參數(shù)設(shè)定；</p><p>　　對于以選擇的器件ispLSI1032E。選用鼠標(biāo)左鍵單擊右窗欄的(wcxkzq.sch)項，使其變深色，再單擊右邊欄的Compiler Schematic。此時，欄下部的Properties…按鈕會變?yōu)樯钌瑔螕舸税粹o后會跳出一窗口，其中的各有關(guān)項設(shè)定如下：</p><p>　　①“ISP”

47、設(shè)為True，即在系統(tǒng)可編程的3條編程下載線定義為專用下載口線，不可用為第二功能。</p><p>　　②“ISP Except Y2”設(shè)為False，其功能同上。</p><p>　?、邸癙ullup”設(shè)為True，其功能可從“Help”鍵中得到。</p><p>　?、堋癝ecurity” 設(shè)為True，即加密允許。</p><p>　　

48、⑤點擊Close退出。</p><p>　?。?）適配控制屬性參數(shù)設(shè)定。</p><p>　　用鼠標(biāo)單擊右窗欄的ispLSI1032E-70LJ84項，使其變深色，再單擊右邊欄的Fit Design。與上相同，欄下部的Properties…按鈕會變?yōu)樯钌?，單擊此按鈕后會跳出一窗口。請根據(jù)其中的有關(guān)的內(nèi)容，對Properties窗口中的各有關(guān)項目進(jìn)行設(shè)定，為方便設(shè)計，在這里也可點擊Defau

49、lts鍵使各項取默認(rèn)項。點擊Close退出。</p><p>　　用鼠標(biāo)單擊左邊窗口的ispLSI1032E-70LJ84項，使其變深色，然后雙擊右邊欄的Fit Design，使項目管理器完成對源文件的編譯、連接、和邏輯分割，最后將所有設(shè)計的邏輯進(jìn)行適配或者說映射到所選擇的PLD器件中去。適配結(jié)束后，如果通不過，在有關(guān)項目上會出現(xiàn)紅色的叉，并彈出automake.log報告，找出問題的所在，重新進(jìn)行適配運行，直到

50、成功。如果出現(xiàn)黃色的驚嘆號，這也算成功。但您不妨看一下automake.log報告，了解一下warnings產(chǎn)生的原因。</p><p><b>　　6、編程下載</b></p><p>　　所謂編程下載就是將已完成的邏輯設(shè)計“燒錄”到具體器件中去。其基本步驟如下：</p><p>　?。?）按照微機組成原理實驗系統(tǒng)的使用說明，將實驗系統(tǒng)的工作

51、電源連接好，再使用專用下載電纜將實驗系統(tǒng)和微機連接好。</p><p>　?。?）用鼠標(biāo)雙擊ISP Daisy Chain Download編程下載項目，此時彈出一窗口“LSC ISP Daisy Chain Download Version7.1”。</p><p>　?。?）用鼠標(biāo)點擊菜單中的Configuration項，并選擇Scan Board，或單擊窗口工具欄中Scan按鈕。如果

52、電路板連接無誤，這時電路板上的ISP器件的型號應(yīng)當(dāng)出現(xiàn)在菊花連下載窗口中。</p><p>　?。?）在Operation下拉框中，選擇pv選項。</p><p>　　（5）單擊Browse按鈕，將彈出一個對話框，在該對話框中選擇在上面設(shè)計中生成的JED文件add.jed，并按“打開”按鈕退出。此時，點擊Command菜單項目下的Run Operation，或直接點擊工具欄上的按鈕（上面有

53、一個跑步的小人），下載軟件機會將JED文件以串行方式燒寫到ISP器件中去。如果下載成功，會出現(xiàn)“PASS”字樣，然后在實驗箱上進(jìn)行驗證，如果硬件檢查結(jié)果正確則設(shè)計全部完成。</p><p>　　7、在實驗箱上進(jìn)行邏輯驗證</p><p>　?。?）將模式開關(guān)置于分調(diào)，通過右下腳的小鍵盤，鍵入微指令十六進(jìn)制代碼至空存ROM2#、ROM1#中，微指令從0號單元開始存放。代碼如下：</p&

54、gt;<p>　　0101 0101 0100 0000</p><p>　　1010 1010 0010 0000</p><p>　　0000 0000 0001 0000</p><p>　?。?）將模式開關(guān)置于統(tǒng)調(diào)，按一次RET2鍵將uPC置零，每按一次脈沖鍵讀出一條微指令，根據(jù)狀態(tài)指示燈驗證是否得到預(yù)期的結(jié)果。</p><

55、p>　　五、所遇到的問題及解決辦法</p><p>　　當(dāng)原理圖畫完并且編譯運行通過，連接單片機系統(tǒng)進(jìn)行下載測試時，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)只能輸出一條記錄。通過分析發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致這種情況出現(xiàn)的原因主要是，計數(shù)器沒有進(jìn)行狀態(tài)變化，程序指針無法指向下一條指令，導(dǎo)致指令無法送入寄存器。</p><p>　　解決辦法是更換八位計數(shù)器的器件，換為具有清零端的register中的FD11，通過調(diào)試成功解決問題，實

56、驗成功。</p><p><b>　　六、結(jié)論與心得</b></p><p>　　通過本課程的學(xué)習(xí)讓我們了解了微程序控制的運算器的歷史、原理和編碼的步驟還有它的實際應(yīng)用和不足之處、也使我對微程序控制的運算器有了重新的認(rèn)識。通過對論文的不斷更改我反思了很多，也學(xué)到了很多。通過本課程的學(xué)習(xí)，我也認(rèn)識到了自己還有很多不足，還有很多需要進(jìn)一步學(xué)習(xí)的地方，在接下來的學(xué)習(xí)中我會花

57、更多時間來認(rèn)真加深知識的理解與運用。</p><p>　　歷時將近一個月的時間終于將實驗調(diào)試成功并把這篇論文寫完，在論文的寫作過程中遇到了很多的困難和障礙，但是遇到不懂不會的，通過上網(wǎng)查資料、詢問老師同學(xué)，都在同學(xué)和老師的幫助下度過了。尤其要強烈感謝我的論文指導(dǎo)老師——王若成老師，他對我進(jìn)行了無私的指導(dǎo)和幫助，無論是課堂上精彩的講解還是對我所反錯誤的單獨指導(dǎo)，我都有了很大的進(jìn)步。感謝這篇論文所涉及到的各位學(xué)者。本

58、文引用了數(shù)位學(xué)者的研究文獻(xiàn)，如果沒有各位學(xué)者的研究成果的幫助和啟發(fā)，我將很難完成本篇論文的寫作。</p><p>　　由于我的學(xué)術(shù)水平有限，所寫論文難免有不足之處，請各位老師和同學(xué)批評和指正！</p><p><b>　　七、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 唐朔飛.計算機組成原理 [M]．2版.北京：高等教育出版社，2008.&l

59、t;/p><p>　　[2] 劉榮興，等.計算機組成原理課程設(shè)計[M].山東：山東大學(xué)出版，2002.8</p><p>　　[3] 孫德文，等.微型計算機技術(shù)[M].修訂版.北京：高等教育出版社，2006.</p><p>　　[4] 白中英，等.計算機組成原理[M].3版.北京：科學(xué)出版社，2002.</p><p><b>　　八

60、、教師評語</b></p><p><b>　　九、附錄</b></p><p>　　附錄一：微程序控制的運算器設(shè)計原理圖</p><p>　　微程序控制的運算器設(shè)計原理圖，如圖所示：</p><p>　　附錄二：本課程設(shè)計軟硬件平臺介紹</p><p><b>　　1、硬件

61、平臺</b></p><p>　　本課程設(shè)計的硬件平臺主要由“在系統(tǒng)可編程”大規(guī)模集成電路ispLSI1032E系統(tǒng)與單片機系統(tǒng)構(gòu)成。1032E是其核心器件，其邏輯功能主要由1032E之外的開關(guān)及顯示器來體現(xiàn)。所謂“在系統(tǒng)可編程”(In_system programmability簡稱ISP)，是指在用戶自己設(shè)計的目標(biāo)系統(tǒng)中或線路板上為重構(gòu)邏輯而對邏輯器件進(jìn)行編程或反復(fù)編程。因此，在用戶ispLSI構(gòu)

62、成系統(tǒng)時可以先裝配后編程。即器件安裝或焊接在線路板中后，仍然可讓用戶在不改變電路系統(tǒng)設(shè)計或線路板硬件設(shè)置的情況下，為重構(gòu)邏輯而對ispLSI進(jìn)行編程或反復(fù)編程。正因為這種獨特的系統(tǒng)可編程技術(shù)，使得使用ispLSI的數(shù)字邏輯系統(tǒng)比使用常規(guī)的數(shù)字集成電路在設(shè)計上更方便，邏輯功能更靈活，硬件的功能可以隨時加以修改或按預(yù)定的程序改變其組態(tài)。</p><p><b>　　2、軟件系統(tǒng)</b></

63、p><p>　　操作系統(tǒng)采用windows XP；與硬件平臺配套使用的應(yīng)用軟件為Lattice Semiconductor公司的ispDesignEXPERT Version 8.4.06.39_DE_STARTER和ispEXPERT Compiler Version 8.4.06.39。</p><p><b>　　3、硬件平臺結(jié)構(gòu)</b></p>&l

64、t;p>　　硬件平臺結(jié)構(gòu)，如圖14所示。</p><p>　　該實驗平臺主要有兩部分組成：①可編程ispLSI1032E系統(tǒng)，就其結(jié)構(gòu)上講包括ispLSI1032E芯片、開關(guān)、LED(發(fā)光二極管)、時鐘及復(fù)位鍵等；②單片機系統(tǒng)，包括單片機、存儲器、顯示及鍵盤等。</p><p>　　（1）可編程ispLSI1032E系統(tǒng)</p><p><b>　　

65、①輸入裝置</b></p><p>　　開關(guān)：K15―8和K7―0 分別接在1032E的33―26腳與60―53腳。時鐘信號：連續(xù)時鐘發(fā)生器經(jīng)跨接插座J2后連接在1032E的20腳，占空比1:1；單脈沖發(fā)生器接在1032E的73腳，按一下脈沖鍵，便產(chǎn)生一個寬度為20ms的負(fù)脈沖。復(fù)位鍵RET2：接在1032E的24腳上，按此鍵對1032E內(nèi)部的所有電路進(jìn)行復(fù)位。</p><p>

66、;<b>　?、谳敵鲅b置</b></p><p>　　狀態(tài)指示燈：由L15―0、LED15―0共32只發(fā)光二極管組成。他們分別連接到1032E的41―34,52―45和10―3，83―76管腳；在分調(diào)模式下，L15―0不能使用。</p><p><b>　　（2）單片機系統(tǒng)</b></p><p><b>　?、?/p>

67、輸入設(shè)置</b></p><p>　　數(shù)字鍵：0-F共16個，鍵入代碼16進(jìn)制；下一單元鍵；上一單元鍵；選體鍵；單脈沖鍵。存儲器：單元位數(shù)8位，容量256×8。3#RAM用作程序存儲器，分調(diào)時，通過鍵盤寫入、讀出數(shù)據(jù)；統(tǒng)調(diào)時，連入1032E系統(tǒng)。2#ROM,1#ROM控制存儲器，分調(diào)時，是兩個獨立的隨機存儲器，通過鍵盤寫入、讀出數(shù)據(jù)；統(tǒng)調(diào)時，為只讀存儲器連入1032E系統(tǒng)。</p&g

68、t;<p><b>　　②數(shù)字顯示</b></p><p>　　五位數(shù)字鍵：最高位顯示體號，中間兩位某存儲器單元地址；低兩位該地址下單元內(nèi)容。復(fù)位鍵RET1</p><p>　　4、實驗平臺工作模式</p><p>　　在計算機組成原理課程中，對于較復(fù)雜的課程設(shè)計，往往涉及的部件較多，部件與部件之間的連線較多，操作復(fù)雜，這給課程設(shè)

69、計的調(diào)試及驗證過程帶來了很大的困難。為了便于調(diào)試，在實驗系統(tǒng)平臺上設(shè)有一開關(guān)，確定了實驗系統(tǒng)平臺的兩種工作模式。當(dāng)開關(guān)置于上方時，實驗系統(tǒng)平臺處于統(tǒng)調(diào)狀態(tài)；當(dāng)開關(guān)置于下方時，實驗系統(tǒng)平臺處于分調(diào)狀態(tài)。</p><p>　　當(dāng)實驗系統(tǒng)處于分調(diào)工作模式時，這時實驗系統(tǒng)平臺被分成獨立的兩部分即可編程ispLSI1032E系統(tǒng)和單片機系統(tǒng)，這兩部分在數(shù)據(jù)通路上完全被阻斷，可以獨立進(jìn)行操作。這時可編程ispLSI1032E

70、系統(tǒng)可適用于數(shù)字邏輯系統(tǒng)的所有實驗及課程設(shè)計，例如：與計算機組成原理課程設(shè)計有關(guān)的部件，計數(shù)器、譯碼器、節(jié)拍發(fā)生器、堆棧、全加器、串行進(jìn)位加法器、并行進(jìn)位加法器，多路開關(guān)等都可方便進(jìn)行設(shè)計，并通過下載線接收計算機的下載信息，并固化在isp1032E芯片中，利用外圍電路進(jìn)行調(diào)試或驗證isp1032E中的邏輯功能。</p><p>　　當(dāng)實驗系統(tǒng)處于統(tǒng)調(diào)工作模式時，單片機系統(tǒng)向課程設(shè)計提供兩種存儲器，一種是微指令控制