計算機組成原理512×16位存儲器課程設(shè)計報告

1、<p>　　計算機組成原理512×16位存儲器課程設(shè)計報告</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畫指令流程圖2</p><p><b>　　2.2芯片設(shè)計5</b></p><p>　　2.3設(shè)計運算器6</p><p>　　2.4認識計算機硬件系統(tǒng)9</p><p>　　第三章個人總結(jié)10</p>&l

3、t;p>　　3.1 主要結(jié)論10</p><p>　　3.2 對課設(shè)的認識10</p><p><b>　　參考文獻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>　　通過課設(shè)，掌握計算機

4、系統(tǒng)軟硬件維護的方法，并能利用所學(xué)知識，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算機的硬件（應(yīng)有中斷功能）組成，寫出給定的指令格式的指令的執(zhí)行流程；</p><p>　　設(shè)計存儲器。按要求拓展存儲器，并畫出其各個引腳與CPU的連線。要求用128K×16位的SRA

5、M芯片設(shè)計512K×16位的存儲器，SRAM芯片有兩個控制端：當 CS 有效時該片選中。當W/R=1時執(zhí)行讀操作，當W/R=0時執(zhí)行寫操作。用64K×16位的EPROM芯片組成128K×16位的只讀存儲器。</p><p>　　設(shè)計計算機運算器（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>　　了解計算機的硬件系統(tǒng)。就計算機的某些硬件組成

6、部分，說明對其認識。</p><p>　　簡單的類MIPS多周期流水線處理器的實現(xiàn)實驗。</p><p><b>　　第二章 課設(shè)內(nèi)容 </b></p><p><b>　　2.1畫指令流程圖</b></p><p>　　1.參考給出的或者課本上的計算機的硬件（應(yīng)有中斷功能）組成，寫出完成下面給定的

7、指令格式的指令的執(zhí)行流程；</p><p>　?。?）完成“異或”運算</p><p>　　“異或” 指令的指令格式</p><p>　　2.把一個內(nèi)存單元中的內(nèi)容讀到所選擇的一個累加器中。</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 機器指令碼

8、 說明</p><p>　　③STA addr 0010 0000 ×××× R0 [addr]</p><p><b>　　2.2芯片設(shè)計</b></p><p>　　要求用128K×16位的SRAM芯片設(shè)計512K×16位的存

9、儲器，SRAM芯片有兩個控制端：當 CS 有效時該片選中。當W/R=1時執(zhí)行讀操作，當W/R=0時執(zhí)行寫操作。用64K×16位的EPROM芯片組成128K×16位的只讀存儲器。試問：。</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>　　畫出此存儲器組成框圖。</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的存儲器需要19位地址線，且與只讀存儲器共用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、計運算器</b></p><p>　　設(shè)計計算機運算器（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認識計算機硬件系統(tǒng)</p><p&

13、gt;　　了解計算機的硬件系統(tǒng)。就計算機的某些硬件組成部分，說明對其認識。</p><p>　　目前大多數(shù)計算機根據(jù)馮.諾伊曼體系結(jié)構(gòu)的思想來設(shè)計的。該體系結(jié)構(gòu)的計算機具有共同的基本配置。即通常“五大件”組成：運算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備。其中控制器和運算器共同組成了中央處理器（CPU），中央處理器是計算機中很重要的邏輯控制和運算部件。中央處理器主要是將運算器和控制器集成在一起，其特點就是：可以進行

14、算術(shù)和邏輯運算；可保存較少量的數(shù)據(jù)；能對指令進行譯碼并執(zhí)行規(guī)定的動作；能和存儲器、外設(shè)交換數(shù)據(jù)；提供整個系統(tǒng)所需要的定時和控制；可以響應(yīng)其他部件發(fā)來的中斷請求等。中央處理器和主存儲器一起組成了計算機的主機部分，主機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>　　運算器可以實現(xiàn)各種算術(shù)和邏輯運算。運算器由累加器、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>　　控制器控制各個部件動作，能識別和翻譯指令代碼，向各個部件發(fā)出控制信號，進行計算機的協(xié)調(diào)和動作。計算機CPU中一個很關(guān)鍵的部件就是程序計數(shù)器PC，它是一個特殊的寄存器，記錄著將要讀取的下一條指令在存儲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，從存儲器取出一條指

16、令放到控制器中，進行譯碼分析，然后執(zhí)行相應(yīng)操作。</p><p>　　存儲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)在計算機中都是以二進制數(shù)的形式表示的。存儲器是用來存放程序和數(shù)據(jù)的器件，是計算機各種信息的存放和交流中心。存儲器可以分為外存和主存，外存一般由磁盤等構(gòu)成，容量大，但是存取相對速度慢；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則是計算機運行過程中存放程序和數(shù)據(jù)等的主體，SDRAM一個比較顯著的特點是斷電后數(shù)據(jù)則消失，不會保存記錄，而且在計算機運行過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)仍會被保留。</p><p>　　輸入輸出設(shè)備一般是鍵盤、鼠標、顯示器、磁盤、打印機、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器信號傳入計算機，使得計算機可以接受到任務(wù)要求，從而進行相應(yīng)的處理，常用的

18、輸入設(shè)備有鼠標、鍵盤等；輸出設(shè)備則是將計算機運算結(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行顯示，常見的輸出設(shè)備為顯示器、打印機等。</p><p>　　計算機總線BUS是連接計算機各個硬件部分的分時共享的公共信息傳送線路。計算機系統(tǒng)總線又可以分為數(shù)據(jù)總線，地址總線和控制總線，三總線通過分別傳送各自的信號分工協(xié)作，使得計算機各個部件進行信息的交流與處理。</p><p>&l

19、t;b>　　個人總結(jié)</b></p><p><b>　　3.1 主要結(jié)論</b></p><p>　　本文主要對計算機組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課程進行了歸納與實際運用。利用我們平時所學(xué)習的存儲器的組成、擴展以及它們與CPU的連接方式等知識，根據(jù)題目要求設(shè)計存儲器，包括存儲區(qū)芯片的組成，總線的根數(shù)和連接方式。以及設(shè)計一個運算器，其中包括對微指令的理解和應(yīng)用等。

20、</p><p>　　3.2 對課設(shè)的認識</p><p>　　通過這次的計算機組成原理的課程設(shè)計，我對計算機內(nèi)部元件的工作原理有了進一步的了解與認識。許多在課堂上沒有聽懂，沒有學(xué)會的知識在課程設(shè)計的過程中暴露無遺，不過積極的方面是通過課程設(shè)計，我把這些知識上的明顯漏洞給補上了。我對機器指令及微指令的的編碼方法不了解，對計算機各部件的組成和工作原理也不是很理解。為了弄清楚這些問題，我又把課

21、本拿出來重新學(xué)習相關(guān)的章節(jié)。雖然理論知識很重要，但是像我們這種工學(xué)類的課程，更重要的還是實踐。理論聯(lián)系實際，才能更好的掌握所學(xué)的知識。在機房上機的時候也遇到了一些問題，不過在請教了同學(xué)和老師之后，這些問題也都一個個迎刃而解。</p><p>　　對計算機組成原理的理論知識有了更深刻的理解，對于以前一知半解的東西也有了充分的理解。因為課程設(shè)計是要求將以前在課堂上學(xué)的理論知識運用到實際的設(shè)計當中去，但是在設(shè)計過程中，

22、我們一定會碰到各種各樣的問題。但是為了解決這些問題，我們一定會更加仔細認真的去翻閱自己以前學(xué)過但是以為已經(jīng)了解熟悉的東西。這在無形中幫助我們加深對所學(xué)知識的了解及運用能力，并且讓我們明白什么地方是我們真正需要去關(guān)注的。而且這樣我們對課本以及以前學(xué)過的知識有了一個更好的總結(jié)與理解。而課程設(shè)計需要我們不但通過翻閱復(fù)習以前學(xué)過的知識而且需要查閱更多的相關(guān)信息，如去圖書館查閱相關(guān)的書籍，去網(wǎng)上搜索相關(guān)的材料，最終確立了設(shè)計方案。</p&g

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