計(jì)算機(jī)組成原理512×16位存儲(chǔ)器課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、<p>　　計(jì)算機(jī)組成原理512×16位存儲(chǔ)器課程設(shè)計(jì)報(bào)告</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第一章 課設(shè)任務(wù)概述1</p><p><b>　　1.1課設(shè)目的1</b></p><p>　　1.2 課設(shè)任務(wù)1</p><

2、p>　　第二章 課設(shè)內(nèi)容2</p><p>　　2.1畫(huà)指令流程圖2</p><p><b>　　2.2芯片設(shè)計(jì)5</b></p><p>　　2.3設(shè)計(jì)運(yùn)算器6</p><p>　　2.4認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)9</p><p>　　第三章個(gè)人總結(jié)10</p>&l

3、t;p>　　3.1 主要結(jié)論10</p><p>　　3.2 對(duì)課設(shè)的認(rèn)識(shí)10</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)11</b></p><p>　　第一章 課設(shè)任務(wù)概述</p><p><b>　　1.1課設(shè)目的</b></p><p>　　通過(guò)課設(shè)，掌握計(jì)算機(jī)

4、系統(tǒng)軟硬件維護(hù)的方法，并能利用所學(xué)知識(shí)，完成課設(shè)內(nèi)容。</p><p><b>　　1.2 課設(shè)任務(wù)</b></p><p>　　參考給出的或者課本上的計(jì)算機(jī)的硬件（應(yīng)有中斷功能）組成，寫(xiě)出給定的指令格式的指令的執(zhí)行流程；</p><p>　　設(shè)計(jì)存儲(chǔ)器。按要求拓展存儲(chǔ)器，并畫(huà)出其各個(gè)引腳與CPU的連線。要求用128K×16位的SRA

5、M芯片設(shè)計(jì)512K×16位的存儲(chǔ)器，SRAM芯片有兩個(gè)控制端：當(dāng) CS 有效時(shí)該片選中。當(dāng)W/R=1時(shí)執(zhí)行讀操作，當(dāng)W/R=0時(shí)執(zhí)行寫(xiě)操作。用64K×16位的EPROM芯片組成128K×16位的只讀存儲(chǔ)器。</p><p>　　設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)運(yùn)算器（包括邏輯框圖與指令系統(tǒng)，以及各指令的微程序流程圖）</p><p>　　了解計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)。就計(jì)算機(jī)的某些硬件組成

6、部分，說(shuō)明對(duì)其認(rèn)識(shí)。</p><p>　　簡(jiǎn)單的類(lèi)MIPS多周期流水線處理器的實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)。</p><p><b>　　第二章 課設(shè)內(nèi)容 </b></p><p><b>　　2.1畫(huà)指令流程圖</b></p><p>　　1.參考給出的或者課本上的計(jì)算機(jī)的硬件（應(yīng)有中斷功能）組成，寫(xiě)出完成下面給定的

7、指令格式的指令的執(zhí)行流程；</p><p>　?。?）完成“異或”運(yùn)算</p><p>　　“異或” 指令的指令格式</p><p>　　2.把一個(gè)內(nèi)存單元中的內(nèi)容讀到所選擇的一個(gè)累加器中。</p><p>　　3.給出STA（存數(shù)）指令執(zhí)行流程，其指令格式如下：</p><p>　　助記符 機(jī)器指令碼

8、 說(shuō)明</p><p>　?、跾TA addr 0010 0000 ×××× R0 [addr]</p><p><b>　　2.2芯片設(shè)計(jì)</b></p><p>　　要求用128K×16位的SRAM芯片設(shè)計(jì)512K×16位的存

9、儲(chǔ)器，SRAM芯片有兩個(gè)控制端：當(dāng) CS 有效時(shí)該片選中。當(dāng)W/R=1時(shí)執(zhí)行讀操作，當(dāng)W/R=0時(shí)執(zhí)行寫(xiě)操作。用64K×16位的EPROM芯片組成128K×16位的只讀存儲(chǔ)器。試問(wèn)：。</p><p><b>　　數(shù)據(jù)寄存器多少位？</b></p><p><b>　　地址寄存器多少位？</b></p><

10、p>　　共需多少片EPROM?</p><p>　　畫(huà)出此存儲(chǔ)器組成框圖。</p><p>　　<1>數(shù)據(jù)寄存器需要16位；</p><p>　　<2>地址寄存器需要20位，其中只讀存儲(chǔ)器需要地址線16位其中有一位為1:2譯碼器；SRAM組成的512K*16的存儲(chǔ)器需要19位地址線，且與只讀存儲(chǔ)器共用A0~A15這16根地址線，其中A

11、18，A19兩根組成2:4譯碼器。</p><p>　　<3>共需要EPROM2片。</p><p>　　各個(gè)芯片與CPU 的連線如下：</p><p><b>　　0</b></p><p><b>　　3</b></p><p><b>　　2.3設(shè)

12、計(jì)運(yùn)算器</b></p><p>　　設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)運(yùn)算器（包括邏輯框圖與指令系統(tǒng)，以及各指令的微程序流程圖）</p><p><b>　　指令系統(tǒng)：</b></p><p><b>　　微程序流程圖：</b></p><p>　　2.4認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)</p><p&

13、gt;　　了解計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)。就計(jì)算機(jī)的某些硬件組成部分，說(shuō)明對(duì)其認(rèn)識(shí)。</p><p>　　目前大多數(shù)計(jì)算機(jī)根據(jù)馮.諾伊曼體系結(jié)構(gòu)的思想來(lái)設(shè)計(jì)的。該體系結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)具有共同的基本配置。即通?！拔宕蠹苯M成：運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備。其中控制器和運(yùn)算器共同組成了中央處理器（CPU），中央處理器是計(jì)算機(jī)中很重要的邏輯控制和運(yùn)算部件。中央處理器主要是將運(yùn)算器和控制器集成在一起，其特點(diǎn)就是：可以進(jìn)行

14、算術(shù)和邏輯運(yùn)算；可保存較少量的數(shù)據(jù)；能對(duì)指令進(jìn)行譯碼并執(zhí)行規(guī)定的動(dòng)作；能和存儲(chǔ)器、外設(shè)交換數(shù)據(jù)；提供整個(gè)系統(tǒng)所需要的定時(shí)和控制；可以響應(yīng)其他部件發(fā)來(lái)的中斷請(qǐng)求等。中央處理器和主存儲(chǔ)器一起組成了計(jì)算機(jī)的主機(jī)部分，主機(jī)以外的硬件裝置組成外圍設(shè)備，即通常的輸入輸出設(shè)備。</p><p>　　運(yùn)算器可以實(shí)現(xiàn)各種算術(shù)和邏輯運(yùn)算。運(yùn)算器由累加器、通用寄存器和算術(shù)邏輯單元組成，其核心是算術(shù)邏輯單元ALU。運(yùn)算器包含ALU算術(shù)邏

15、輯單元和一系列寄存器組成。其中的累加器是一個(gè)特殊的寄存器，通常用于存放中間結(jié)果和最后結(jié)果，還有操作數(shù)；</p><p>　　控制器控制各個(gè)部件動(dòng)作，能識(shí)別和翻譯指令代碼，向各個(gè)部件發(fā)出控制信號(hào)，進(jìn)行計(jì)算機(jī)的協(xié)調(diào)和動(dòng)作。計(jì)算機(jī)CPU中一個(gè)很關(guān)鍵的部件就是程序計(jì)數(shù)器PC，它是一個(gè)特殊的寄存器，記錄著將要讀取的下一條指令在存儲(chǔ)器中是位置一般控制器讀取指令?？刂破鞯幕救蝿?wù)就是按照程序所給出的指令序列，從存儲(chǔ)器取出一條指

16、令放到控制器中，進(jìn)行譯碼分析，然后執(zhí)行相應(yīng)操作。</p><p>　　存儲(chǔ)器的主要功能是存放數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)。程序和數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中都是以二進(jìn)制數(shù)的形式表示的。存儲(chǔ)器是用來(lái)存放程序和數(shù)據(jù)的器件，是計(jì)算機(jī)各種信息的存放和交流中心。存儲(chǔ)器可以分為外存和主存，外存一般由磁盤(pán)等構(gòu)成，容量大，但是存取相對(duì)速度慢；主存中，又分為RAM、ROM，靜態(tài)RAM集成度底，但是存取速度可以和CPU相匹配，一般用做高速緩存（cache），SDR

17、AM則是計(jì)算機(jī)運(yùn)行過(guò)程中存放程序和數(shù)據(jù)等的主體，SDRAM一個(gè)比較顯著的特點(diǎn)是斷電后數(shù)據(jù)則消失，不會(huì)保存記錄，而且在計(jì)算機(jī)運(yùn)行過(guò)程中需要不斷上電刷新；ROM一般存放BIOS等不可更改的程序，而且斷電后數(shù)據(jù)仍會(huì)被保留。</p><p>　　輸入輸出設(shè)備一般是鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、顯示器、磁盤(pán)、打印機(jī)、掃描儀和網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備。輸入設(shè)備就是將用戶的要求變成機(jī)器信號(hào)傳入計(jì)算機(jī)，使得計(jì)算機(jī)可以接受到任務(wù)要求，從而進(jìn)行相應(yīng)的處理，常用的

18、輸入設(shè)備有鼠標(biāo)、鍵盤(pán)等；輸出設(shè)備則是將計(jì)算機(jī)運(yùn)算結(jié)果或者中間結(jié)果和處理好的信息結(jié)果以用戶可以接受的方式進(jìn)行顯示，常見(jiàn)的輸出設(shè)備為顯示器、打印機(jī)等。</p><p>　　計(jì)算機(jī)總線BUS是連接計(jì)算機(jī)各個(gè)硬件部分的分時(shí)共享的公共信息傳送線路。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)總線又可以分為數(shù)據(jù)總線，地址總線和控制總線，三總線通過(guò)分別傳送各自的信號(hào)分工協(xié)作，使得計(jì)算機(jī)各個(gè)部件進(jìn)行信息的交流與處理。</p><p>&l

19、t;b>　　個(gè)人總結(jié)</b></p><p><b>　　3.1 主要結(jié)論</b></p><p>　　本文主要對(duì)計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課程進(jìn)行了歸納與實(shí)際運(yùn)用。利用我們平時(shí)所學(xué)習(xí)的存儲(chǔ)器的組成、擴(kuò)展以及它們與CPU的連接方式等知識(shí)，根據(jù)題目要求設(shè)計(jì)存儲(chǔ)器，包括存儲(chǔ)區(qū)芯片的組成，總線的根數(shù)和連接方式。以及設(shè)計(jì)一個(gè)運(yùn)算器，其中包括對(duì)微指令的理解和應(yīng)用等。

20、</p><p>　　3.2 對(duì)課設(shè)的認(rèn)識(shí)</p><p>　　通過(guò)這次的計(jì)算機(jī)組成原理的課程設(shè)計(jì)，我對(duì)計(jì)算機(jī)內(nèi)部元件的工作原理有了進(jìn)一步的了解與認(rèn)識(shí)。許多在課堂上沒(méi)有聽(tīng)懂，沒(méi)有學(xué)會(huì)的知識(shí)在課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中暴露無(wú)遺，不過(guò)積極的方面是通過(guò)課程設(shè)計(jì)，我把這些知識(shí)上的明顯漏洞給補(bǔ)上了。我對(duì)機(jī)器指令及微指令的的編碼方法不了解，對(duì)計(jì)算機(jī)各部件的組成和工作原理也不是很理解。為了弄清楚這些問(wèn)題，我又把課

21、本拿出來(lái)重新學(xué)習(xí)相關(guān)的章節(jié)。雖然理論知識(shí)很重要，但是像我們這種工學(xué)類(lèi)的課程，更重要的還是實(shí)踐。理論聯(lián)系實(shí)際，才能更好的掌握所學(xué)的知識(shí)。在機(jī)房上機(jī)的時(shí)候也遇到了一些問(wèn)題，不過(guò)在請(qǐng)教了同學(xué)和老師之后，這些問(wèn)題也都一個(gè)個(gè)迎刃而解。</p><p>　　對(duì)計(jì)算機(jī)組成原理的理論知識(shí)有了更深刻的理解，對(duì)于以前一知半解的東西也有了充分的理解。因?yàn)檎n程設(shè)計(jì)是要求將以前在課堂上學(xué)的理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際的設(shè)計(jì)當(dāng)中去，但是在設(shè)計(jì)過(guò)程中，

22、我們一定會(huì)碰到各種各樣的問(wèn)題。但是為了解決這些問(wèn)題，我們一定會(huì)更加仔細(xì)認(rèn)真的去翻閱自己以前學(xué)過(guò)但是以為已經(jīng)了解熟悉的東西。這在無(wú)形中幫助我們加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的了解及運(yùn)用能力，并且讓我們明白什么地方是我們真正需要去關(guān)注的。而且這樣我們對(duì)課本以及以前學(xué)過(guò)的知識(shí)有了一個(gè)更好的總結(jié)與理解。而課程設(shè)計(jì)需要我們不但通過(guò)翻閱復(fù)習(xí)以前學(xué)過(guò)的知識(shí)而且需要查閱更多的相關(guān)信息，如去圖書(shū)館查閱相關(guān)的書(shū)籍，去網(wǎng)上搜索相關(guān)的材料，最終確立了設(shè)計(jì)方案。</p&g

23、t;<p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 陳澤宇．清華大學(xué)出版社．計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，2009年第二版</p><p>　　[2] 肖鐵軍. 清華大學(xué)出版社。計(jì)算機(jī)組成原理，2010年6月第一版</p><p><b>　　致 謝</b></p><p&