這個學期做了一系列的實驗和課程設計，昨天期末考試剛剛結束，是時候整理一波了。
計算機組成原理與設計的課程設計總共分為四個部分，前兩個位典型部件設計，如運算器設計和儲存器讀寫設計，後兩個是簡單模型機的設計，乙個要求用微程式的思想來實現，另乙個要求用硬佈線的方式來實現。老師要求兩個同學組隊一塊兒做，由於作者比較積極，所以這四個都被我一手包辦了。這其中有的一次測試就成功了，也有的除錯了好久。因為實驗室不同的時間有不同的班級來做實驗，有時候我還會在別的班級上課的時候，自己乙個人在角落裡默默地繼續除錯。現在想想也是蠻有意思的。
本課程設計利用的平台是我們學校自己開發的jys計算機組成實驗箱，軟體是quartusii。第乙個實驗是要求設計乙個微程式控制的運算器。即，
設計乙個八位演算法邏輯運算單元alu。兩運算元由八位暫存器r0
、r1提供，其結果放入r2
中。具體何種操作可由微命令任意設定。
運算器結構如下圖所示。r0、r1、r2均為d觸發器組成的八位暫存器，在打入脈衝cpri的作用下，接收資料輸入端提供的資訊送入ri中。
μir23-16為微指令暫存器的高八位，可定義為運算元。進製訊號c0、打入脈衝cpr0、cpr1、cpr2、m、s0、s1、s2、s3均由微指令暫存器的μir8和μir7--μir0產生。
實現框圖如下圖所示。圖中虛線內的內容就是我們要設計實現的內容。
微程式控制器的結構如下圖所示：
控制儲存器24位, rom3# 、rom2#、rom1#、 μ ir23-16、 μ ir15-8、 μir7-0、 l23-16、l15-8、l7-0、μrd 、cpμir、a0～a7均連入fpga系統中。自行設計的微程式計數 μpc向控制儲存器提供8位微位址，在控存讀訊號的作用下，讀出一條長24位的微指令**，並在打入命令cpμir的作用下，送入 μ ir23-16、 μir15-8、μir7-0。l23-16 、l15-8、l7-0用於顯示微指令暫存器μir23-16、 μir15-8、 μir7-0的內容。每當按一次脈衝鍵便產生乙個負脈衝，該脈衝的作用是：
（1）作為讀控存的命令 μrd 。
（2）負脈衝當作cpμir，將讀出的微指令**打入μir
（4）負脈衝反相後的上公升沿作為暫存器打入脈衝。
微指令的格式如下圖所示。
μpc用非同步模256增1計數器實現，電路圖如下所示。
該計數器對clk增1計數。clr為清零端，低電平有效，當clr為0時，該計數器輸出全為0。prn為置位端，低電平有效，當prn為0時，該計數器輸出全為1。
算術邏輯運算單元
alu的設計
該部分中算術邏輯運算單元用兩片74ls181晶元按如下圖所示結構實現八位組間序列進製運算器。
功能表如下圖所示。
alu的實現電路圖如下。
例如要實現55+aaàr2
需要如下指令：
55→r0 ：01010101 00000000 10000000 即550080
aa→r1：10101010 00000000 01000000 即aa0040
r0＋r1→r2：00000000 00000001 00101001 即000129
r0-r1→r2：00000000 00000000 00100110 即000026
執行操作：
按一次ret鍵將 μpc置零。
按一次脈衝鍵讀出並執行一條微指令。
當微程式執行完時檢查並記錄結果。
總的來說，第乙個實驗在這個課程設計裡面只是用來熟悉實驗環境的開胃小菜而已，是用來為下面的模型機做準備的。
完整的quartus ii電路原始碼檔案也已上傳至csdn檔案庫：
計算機原理課程設計
畫電路圖畫到眼都花了,然後又修修改改,足足做了乙個多星期了,最後還是選擇乙個b類的題目算了呵呵不想再做下去了,為了加個ram做的半死,雖然已經找到解決的方法了,但是要忙的事太多了呵呵 以下是這次課程設計我做的題目的源 具體說明可以參考陳智勇編寫的 計算機原理課程設計 b類源 還有乙個a類的源 把ra...
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計算機組成原理一
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