硬體課程設計報告
risc模型機的設計
對所學計算機硬體課程進行系統化，進一步提高硬體設計及動手能力。
（1）選用使用頻率比較高的五條基本指令：mov、add、store、load、jmp。
（2）定址方式採用暫存器定址及直接定址兩種方式。
（3）指令格式採用單字長及雙字長兩種格式。
（4）設計不採用微程式，在cpld中設計控制邏輯。
單字長指令格式為：
操作碼 rs
rd
雙字長指令格式為：
操作碼 rs
rdaddr
其中rs、rd為不同狀態，則選中不同的暫存器：
rs或rd
暫存器 00
01 10
11 r0 r1
r2 ac
指令系統如下：
mov rs, rd
add rs, rd
jmp rs
load [addr], rd
store rs, [addr]
mov,add,jmp三條指令為單週期執行完成。store,load兩條指令為兩週期執行完成，addr為存或取數的直接位址。第一機器週期完成取操作碼、作標記；第二機器週期完成取直接位址並完成取數或存數。
圖中pld模組用able語言設計來實現，它是用來產生各部件的控制訊號。其餘模組根據裝置上提供的資源用硬佈線來構成。
1.實驗步驟 （
1）在ispdesignexpert
系統中建立 （
2）按所給的接線圖連線線路。
（3）用所設計的指令系統，編寫一段機器指令程式。
（4）執行cmpp20進行聯機，將上述程式裝載到實驗系統的ram中。
（5）將時序單元的stop開關撥至run狀態，step開關撥至step狀態，通過按start微動開關，來單步機器指令，可通過位址顯示燈檢查指令執行的位址，執行完後檢查ram中的運算結果。
實驗中若將時序單元（
stateunit）中的φ接至訊號源單元（signalunit）的h23上則可用來單步執行機器指令操作；若將φ接至kk2+上則可單步執行每個節拍來除錯實驗程式，其方法是將step開關撥至exec狀態後，按一下start啟動鍵，然後每按動一次kk2鍵產生乙個節拍。
（6）聯機執行程式時，進入軟體介面，裝載機器指令後，選擇risc通路圖，按相應功能鍵即可聯機執行、監控、除錯程式。
2. cpld晶元設計
頂層模組電路圖
(top.sch)
3.risc接線圖
4.pld的abel程式
module pld
t1,t2,t3,t4 pin ;
i7,i6,i5,i4,i3,i2,i1,i0 pin ;
pc_b, alu_b ,cs,wr pin ;
ld,ldar,ldac,ldir,ldpc pin ;
clr, r0_b,r1_b,r2_b pin ;
lddr, ldr0,ldr1,ldr2 pin ;
mov,add,jmp,load,sta node istype 'com' ;
rs_b, ldri node ;
f node istype 'reg';
equations
mov=!i6&!i5&!i4; add=!i6&!i5&i4; jmp=!i6&i5&!i4;
load=!i6&i5&i4; sta=i6&!i5&!i4;
f.ar=clr; f.clk=!((load#sta)&t4); f:=!f.fb;
pc_b =(!t1&!(load&t3)&!(sta&t3))#f;
cs =(!t2&!f)#(!t1&!(t2&load)&!(t3&sta)&f);
ldir =t3&!f;
ldpc =!t2&!(jmp&t3);
lddr =(!add&t4);
alu_b =!(add&t4);
wr =!(t3&sta&f);
ld =!(jmp&(t3#t4))#f;
ldar =t2#load&t4&!f#sta&t4&!f;
rs_b =((!(mov&t3)&!(add&t3)&!(jmp&(t4#t3)))&!f)
#(!(sta&t3)&f);
ldri =(!(mov&t3)&!(add&t4)#f)&(!(load&t2)#!f);
r0_b =rs_b#i3#i2; r1_b=rs_b#i3#!i2;
r2_b =rs_b#!i3#i2;
ldac =ldri#!i1#!i0; ldr0=ldri#i1#i0;
ldr1 =ldri#i1#!i0; ldr2=ldri#!i1#i0;
end
5.除錯程式
各指令操作碼
(i6i5i4)：
mov 000
add 001
jmp 010
load 011
sta 100
一段功能偽**：
$p00 load r0
$p01 08
$p02 mov r0 ac
$p03 add ro
$p04 store ro
$p05 09
$p06 mov r0 r1
$p07 jmp r1
$p08 01
$p09 ff
對應的機器碼實現：
$p0030
$p0108
$p0203
$p0314
$p0440
$p0509
$p0601
$p0725
$p0801
$p09ff 6.
除錯結果
說明：主要標出了變化的暫存器（或ram）和源（或目的）暫存器(或ram)
arir
pcalu
memr0
acdr
r1load [08] r00t1
0000
0030
0000
t230
t301
t401081
t108
01t2
01t3
02t4
mov r0 ac2t1
0203
t203
t303
01t4
add ac r03t1
0314
t214
t304
01t4
0202
store r0 [09]4t1
0440
t240
t305
4at4
05095t1
09t2
t306
02t4
mov r0 r16t1
0601
t201
t307
0202
t4jmp r17t1
0725
t225
t302
02t4
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1 水仙花數 是指乙個三位數，它的各位數字的立方和等於其本身，現在要求輸出所有在m和n範圍內的水仙花數。如下 include include include using namespace std int h 20 int main if h 0 0 else if h 0 0 cout 總結 這個...
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總結 從開始接觸這一新的 語言 到現在為止，差不多已經三四個月的時間。有喜有悲。喜 的是接觸到了新的東西 開闊了眼界 get到乙個新的技能 還有就是遇到了乙個好的老師 最重要的是讓我們知道自學的重要性。悲 的是熬夜敲 被一道題目 折磨 好幾天 還有就是，下學期我們不再開設這門課程，而我們學到的連皮毛...