計算機組成原理512×16位存儲器課程設計報告

1、<p>　　計算機組成原理512×16位存儲器課程設計報告</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第一章 課設任務概述1</p><p><b>　　1.1課設目的1</b></p><p>　　1.2 課設任務1</p><

2、p>　　第二章 課設內容2</p><p>　　2.1畫指令流程圖2</p><p><b>　　2.2芯片設計5</b></p><p>　　2.3設計運算器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10</p>&l

3、t;p>　　3.1 主要結論10</p><p>　　3.2 對課設的認識10</p><p><b>　　參考文獻11</b></p><p>　　第一章 課設任務概述</p><p><b>　　1.1課設目的</b></p><p>　　通過課設，掌握計算機

4、系統(tǒng)軟硬件維護的方法，并能利用所學知識，完成課設內容。</p><p><b>　　1.2 課設任務</b></p><p>　　參考給出的或者課本上的計算機的硬件（應有中斷功能）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實驗。</p><p><b>　　第二章 課設內容 </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>　　（1）完成“異或”運算</p><p>　　“異或” 指令的指令格式</p><p>　　2.把一個內存單元中的內容讀到所選擇的一個累加器中。</p><p>　　3.給出STA（存數）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>　?、跾TA addr 0010 0000 ×××× R0 [addr]</p><p><b>　　2.2芯片設計</b></p><p>　　要求用128K×16位的SRAM芯片設計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>　　數據寄存器多少位？</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>數據寄存器需要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

12、計運算器</b></p><p>　　設計計算機運算器（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>　　目前大多數計算機根據馮.諾伊曼體系結構的思想來設計的。該體系結構的計算機具有共同的基本配置。即通?！拔宕蠹苯M成：運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備。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、算術和邏輯運算；可保存較少量的數據；能對指令進行譯碼并執(zhí)行規(guī)定的動作；能和存儲器、外設交換數據；提供整個系統(tǒng)所需要的定時和控制；可以響應其他部件發(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備，即通常的輸入輸出設備。</p><p>　　運算器可以實現各種算術和邏輯運算。運算器由累加器、通用寄存器和算術邏輯單元組成，其核心是算術邏輯單元ALU。運算器包含ALU算術邏

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果和最后結果，還有操作數；</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)調和動作。計算機CPU中一個很關鍵的部件就是程序計數器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救蝿站褪前凑粘绦蛩o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)行相應操作。</p><p>　　存儲器的主要功能是存放數據和數據。程序和數據在計算機中都是以二進制數的形式表示的。存儲器是用來存放程序和數據的器件，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據等的主體，SDRAM一個比較顯著的特點是斷電后數據則消失，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，而且斷電后數據仍會被保留。</p><p>　　輸入輸出設備一般是鍵盤、鼠標、顯示器、磁盤、打印機、掃描儀和網絡終端設備。輸入設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要求，從而進行相應的處理，常用的

18、輸入設備有鼠標、鍵盤等；輸出設備則是將計算機運算結果或者中間結果和處理好的信息結果以用戶可以接受的方式進行顯示，常見的輸出設備為顯示器、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)總線又可以分為數據總線，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</b></p><p><b>　　3.1 主要結論</b></p><p>　　本文主要對計算機組成與系統(tǒng)結構課程進行了歸納與實際運用。利用我們平時所學習的存儲器的組成、擴展以及它們與CPU的連接方式等知識，根據題目要求設計存儲器，包括存儲區(qū)芯片的組成，總線的根數和連接方式。以及設計一個運算器，其中包括對微指令的理解和應用等。

20、</p><p>　　3.2 對課設的認識</p><p>　　通過這次的計算機組成原理的課程設計，我對計算機內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，沒有學會的知識在課程設計的過程中暴露無遺，不過積極的方面是通過課程設計，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、本拿出來重新學習相關的章節(jié)。雖然理論知識很重要，但是像我們這種工學類的課程，更重要的還是實踐。理論聯系實際，才能更好的掌握所學的知識。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。因為課程設計是要求將以前在課堂上學的理論知識運用到實際的設計當中去，但是在設計過程中，

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過但是以為已經了解熟悉的東西。這在無形中幫助我們加深對所學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注的。而且這樣我們對課本以及以前學過的知識有了一個更好的總結與理解。而課程設計需要我們不但通過翻閱復習以前學過的知識而且需要查閱更多的相關信息，如去圖書館查閱相關的書籍，去網上搜索相關的材料，最終確立了設計方案。</p&g

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