《計機組原理課程設計一、設任務：1、基本模型機設計與實現；2、在基本模型機設計的基礎上設計一臺復雜模型機。二、功指標和設計求：利用所學過的理論知識特別是微程序設計的思想設計基于微程序控制器的模型計算機包括設計相應的硬件平臺機器指令系統和微指令等設計環境為TD－CMA計算機組成原理教學實驗箱微機聯機軟件等同時設計好基于模型機的測試驗證程序并在設計好的硬件平臺上調試通過以驗證所設計的模型機功能的可行性與可靠性在設計完成的前提下撰寫出符合要求的課程設計說明書并通過設計答辯。1.基本模型機設計與實現設計一臺簡單模型機在具備基本必要的硬件平臺的基礎上進一步要求其機器指令系統至少要包括五條不同類型指令：如一條輸入指令（假設助記符為IN條加法指令（假設助記符為ADD條輸出指令（假設助記符為OUT一條無條件轉移指假設助記符為JMP一條停機指假設助記符為在設計好的模型機基礎上設計一個進行兩個數求和運算的測試驗證程序用以驗證模型機功能的可行性與可靠性。2.在任務1的基礎上增加機器指令系統的功能設計具有不少于10條機器指令的復雜指令系統模型機，包含算術邏輯指令、訪問內存指令、控制轉移指令、輸入輸出指令、停機指令等。數據的尋址方式要包括直接、間接、變址和相對尋址等多種尋址方式用設計的復雜模型機實現兩個數的減法運算并判斷差得正負，差為正數則輸出A，差負數則輸出B，差為零則輸出C。在設計好的模型機基礎上，進一步設計一個測試驗證程序，驗證模型機功能的可行性與可靠性。3、基本模型機和復雜模型機的CPU據字長為8位，采用定補碼表示。指令字長為8的整數倍。微指令字長為24。三、設步驟：1、確定設計目標

進行全面深入的模型機設計需求分析，確定所設計計算機的功能和用途。2、總體結構、數據通路設計及硬件實現總體結構設計包括確定模型機應具有的基本功能部（如運算器控制器以及基本的寄存器等等）以及它們之間的數據通路。硬件實現基于現有的基本實驗箱平臺，根據所設計模型機選擇必要的元器件，并通過接插件（各種連線等）進行器件連接，組成所設計的模型機硬件系統（物理機綜合考慮計算機的速率性能價格比可靠性等要求設計合理的數據通路結構數據通路不同執行指令所需要的邏輯操作就不同計算機的結構也就不一樣在此基礎上在后面的微指令設計階段就可以依據數據通路關系確定模型機工作過程中的所有微操作，并進一步確定微指令格式中的相應微命令。3、確定指令系統（機器指令系統）確定數據的表示格式、位數、指令的編碼、類型、需要設計哪些指令及使用的尋址方式。確定相對應指令所包含的微操作。4、機器指令轉化為微程序執行的相關設計過程2、3完成后，就可以根據機器指令系統進行指令周期分析，確定出每條機器指令的CPU周期數。對于微程序控制的計算機，進一步確定出每個CPU周期內的微操（明確哪些微操作可以安排在同一周期中哪些微操作則不能計出每條機器指令的方框圖形式的指令周期流程圖。5、微指令代碼化依據指令周期流程圖以及指定的微指令格式，將設計出程序格式中的各字段（操作控制字段、P測試字段、直接微地址字段）相應的二進制代碼（即對應的微命令編碼6、設計微指令的相關微地址根據后續微地址的形成方（直接微地址或P測試轉移后重新形成每條微指令的相關后續微地址確定好微命令在控存中的存放地址并將所有微命令寫入到控存的相應存儲單元中。7、組裝、調試7.1在總調試前先按功能模塊進行組裝和分調因為只有各功能模塊工作正常后才能保證整機的正常運行首先調試每條微指令功能再調試每條機器指令功能。連接所有模塊，用單步微指令方式執行機器指令的微程序流程圖，當全部微程序流程圖檢查完后若運行結果正確則在內存中裝入一段機器指令進行其

他的運行方式等功能調試及執行指令的正確性驗證。7.2、當所有功能模塊都調試正常后，進入總調試。根據設計好的模型機，進一步設計一個功能測試驗證程序行程序并驗證所涉及的模型機功能是否可行和可靠。四、課設計報告要：課程設計報告要求打印其中的數據通路框圖、微程序流程圖、實驗接線圖用VISIO等繪圖工具軟件繪制或用鉛筆工工整整繪制要求圖文清晰報告內容包括：（1）封面（包括：題目、所在系、班級、學號、指導教師及時間等項）（2）任務書（3）目錄（目錄要層次清晰，要給出標題及頁次，目錄的最后一項是無序號的“參考文獻”（4）正文正文應按目錄中編排的章節依次撰寫要求論述清楚文字簡練通順插圖清晰，書寫整潔設計”不同于實驗，要充分體現出設計”的思想，不能寫成實驗報告的形式文中圖表及公式應規范地繪制和書寫正文是實踐設計報告的主體，具體由以下幾部分組成：1）課程設計題目；2）課程設計使用的相關軟硬件資源；3）設計的具體方法和步驟（包括確定所設計計算機的功能和用途、總體結構與數據通路與硬件設計、指令系統、設計指令執行流程、確定微程序地址、微指令代碼化、組裝、調試、測試驗證程序與功能驗證情況4）課程設計總結（包括自己的收獲與體會；遇到的問題和解決的方法等（5）附錄附錄1：數據通路圖附錄2：微程序流程圖附錄3：實驗接線圖附錄4：實驗程序及微程序附錄5：參考文獻（資料）五、設工作量：(1)作品：設計的最終作品包括硬件和軟件兩個部分，要求硬件實現正確，能夠演示并達到設計指標的要求。每個學生（或小組）在作品完成后，要經指導教師檢查，同意拆除后方可拆卸。

(2)論文：嚴格按上述課程設計說明書的要求撰寫和裝訂。每個學生一份。六、成評定標準：課程設計的成績分為：優秀、良好、中等、及格、不及格五個等級。優秀：完成復雜模型機的設計與實現，指令系統完備有更新擴充。調試成功。文檔規范齊全。良好完成模型機的設計與實現指令系統指令種類豐富有一定的更新調試成功。文檔規范齊全。中等完成基本模型機的設計與實現在老師指導下對指令系統有更新調試成功。文檔規范齊全。及格：完成基本模型機的設計與實現。調試成