序 号:
课 程 设 计
课程名称 设计题目 学院/专业 班 级 学 号 姓 名
计算机组成原理课程设计
微程序控制器模型机的设计与分
析
计算机学院计算机 计1203 0121210340318
韩旭
指导教师 唐建雄 日 期
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2013年12月8日
课程设计任务书
学生姓名: 韩旭 专业班级: 计算机1201--1204 指导教师: 唐建雄 工作单位:计算机科学与技术学院 题目:微程序控制器模型机的设计与分析
1 实验目的
(1) 掌握微程序控制器的组成原理。
(2) 掌握微程序的编制、写入,观察微程序的运行过程。
2 实验设备
PC 机一台,TD-CMA 实验系统一套。
3 实验原理及原理图
微程序控制器的基本任务是完成当前指令的翻译和执行,即将当前指令的功能转换成可以 控制的硬件逻辑部件工作的微命令序列,完成数据传送和各种处理操作。它的执行方法就是将 控制各部件动作的微命令的集合进行编码,即将微命令的集合仿照机器指令一样,用数字代码 的形式表示,这种表示称为微指令。这样就可以用一个微指令序列表示一条机器指令,这种微 指令序列称为微程序。微程序存储在一种专用的存储器中,称为控制存储器,微程序控制器原理 框图如图 3-2-1 所示。
控制器是严格按照系统时序来工作的,因而时序控制对于控制器的设计是非常重要的,从 前面的实验可以很清楚地了解时序电路的工作原理,本实验所用的时序由时序单元来提供,分为四拍 TS1、TS2、TS3、TS4。
微程序控制器的组成见图 3-2-2,其中控制存储器采用 3 片 2816 的 E2PROM,具有掉电保 护功能,微命令寄存器 18 位,用两片 8D 触发器(273)和一片 4D(175)触发器组成。微地址 寄存器 6 位,用三片正沿触发的双 D 触发器(74)组成,它们
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带有清“0”端和预置端。在不判别测试的情况下,T2 时刻打入微地址寄存器的内容即为下一条微指令地址。当 T4 时刻进行测 试判别时,转移逻辑满足条件后输出的负脉冲通过强置端将某一触发器置为“1”状态,完成地址修改。
在实验平台中设有一组编程控制开关 KK3、KK4、KK5(位于时序与操作台单元),可实现 对存储器(包括存储器和控制存储器)的三种操作:编程、校验、运行。考虑到对于存储器(包 括存储器和控制存储器)的操作大多集中在一个地址连续的存储空间中,实验平台提供了便利 的手动操作方式。以向 00H 单元中写入 332211 为例,对于控制存储器进行编辑的具体操作步骤 如下:首先将 KK1 拨至‘停止’档、KK3 拨至‘编程’档、KK4 拨至‘控存’档、KK5 拨至 ‘置数’档,由 CON 单元的 SD05——SD00 开关给出需要编辑的控存单元首地址(000000), IN 单元开关给出该控存单元数据的低 8 位(00010001),连续两次按动时序与操作台单元的开关 ST(第一次按动后 MC 单元低 8 位显示该单元以前存储的数据,第二次按动后显示当前改动的 数据),此时 MC 单元的指示灯 MA5——MA0 显示当前地址(000000),M7——M0 显示当前数 据(00010001)。然后将 KK5 拨至‘加 1’档,IN 单元开关给出该控存单元数据的中 8 位(00100010), 连续两次按动开关 ST,完成对该控存单元中 8 位数据的修改,此时 MC 单元的指示灯 MA5—
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