計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)--微程序控制運(yùn)算器的設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p>　　設(shè) 計(jì) 題 目 ：微程序控制運(yùn)算器的設(shè)計(jì)</p><p>　　課 程 名 稱 ： 計(jì)算機(jī)組成原理 </p><p>　　院 (系) 部 ： 信息工程學(xué)院 </p><p>　　學(xué) 生 姓 名 ：

2、 </p><p>　　班 級(jí) ： 11科計(jì)技本科班 </p><p>　　專 業(yè) ： 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) </p><p>　　成 績(jī) ： </p><p>　　指 導(dǎo) 教

3、 師 ： </p><p>　　設(shè) 計(jì) 時(shí) 間 ： 2013年12月 </p><p><b>　　二O一三年十二月</b></p><p>　　微程序控制的運(yùn)算器的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘 要</b></p>

4、;<p>　　本設(shè)計(jì)詳細(xì)介紹了在可編程ispLSI1032E系統(tǒng)下，采用層次化設(shè)計(jì)方法，通過(guò)把八位全加器、八位計(jì)數(shù)器、八位寄存器作為底層電路，以設(shè)計(jì)八位計(jì)算機(jī)運(yùn)算器的設(shè)計(jì)原理和設(shè)計(jì)過(guò)程，其中ALU為8位的加法器，具有加法和加1功能，兩操作數(shù)由八位寄存器R0、R1提供，其結(jié)果放入R2中，具體何種操作可由微命令任意設(shè)定。</p><p><b>　　Abstract</b><

5、/p><p>　　The detailed design of the programmable ispLSI1032E system, the use of hierarchical design method, the eight bit full adder, eight bit counter, eight bit registers as the underlying circuit, the design

6、 of eight bit computing the design principle and the design process, where ALU is a 8 bit adder, additive and plus 1function, the two operand is provided by the eight bit registers R0, R1, and the results in R2, which ca

7、n be set arbitrarily by micro operation command.</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求1</p><p>　　1、運(yùn)算器的結(jié)構(gòu)1</p><p>　　2、微程序控制器1</p><p><b

8、>　　3、微指令格式2</b></p><p><b>　　4、編寫(xiě)微指令2</b></p><p><b>　　5、調(diào)試步驟2</b></p><p>　　二、設(shè)計(jì)方案與論證3</p><p>　　1、確定總體結(jié)構(gòu)3</p><p><b&

9、gt;　　2、寄存器設(shè)置3</b></p><p>　　3、微程序計(jì)數(shù)器的設(shè)置3</p><p><b>　　4、加法器設(shè)置3</b></p><p><b>　　三、邏輯設(shè)計(jì)4</b></p><p>　　1、微程序計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)4</p><p>　　

10、2、八位寄存器的設(shè)計(jì)6</p><p>　　3、加法器的設(shè)計(jì)7</p><p>　　四、設(shè)計(jì)過(guò)程與步驟8</p><p><b>　　1、創(chuàng)建新項(xiàng)目8</b></p><p>　　2、選擇虛擬器件8</p><p>　　3、設(shè)計(jì)原理圖輸入8</p><p>&l

11、t;b>　　4、源文件編譯9</b></p><p>　　5、設(shè)計(jì)項(xiàng)目適配10</p><p><b>　　6、編程下載10</b></p><p>　　7、在實(shí)驗(yàn)箱上進(jìn)行邏輯驗(yàn)證11</p><p>　　五、所遇到的問(wèn)題及解決辦法11</p><p>　　六、結(jié)論與心

12、得11</p><p><b>　　七、參考文獻(xiàn)13</b></p><p><b>　　八、教師評(píng)語(yǔ)14</b></p><p><b>　　九、附錄15</b></p><p>　　附錄一：微程序控制的運(yùn)算器設(shè)計(jì)原理圖15</p><p>

13、　　附錄二：本課程設(shè)計(jì)軟硬件平臺(tái)介紹18</p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求</b></p><p>　　設(shè)某計(jì)算機(jī)運(yùn)算器，其中ALU為8位的加法器，具有加法和加1功能，兩操作數(shù)由八位寄存器R0、R1提供，其結(jié)果放入R2中，具體何種操作可由微命令任意設(shè)定。</p><p><b>　　1、運(yùn)算器的結(jié)構(gòu)</b>

14、</p><p>　　運(yùn)算器的結(jié)構(gòu),如圖1所示。</p><p><b>　　2、微程序控制器</b></p><p>　　微程序控制器的結(jié)構(gòu)圖，如圖2所示。</p><p>　　當(dāng)模式開(kāi)關(guān)置于統(tǒng)調(diào)時(shí)，控制存儲(chǔ)器ROM2#、ROM1#、IR15-8、IR7-0、L15-8、L7-0、CPIR、A0～A7均連入1032E系

15、統(tǒng)中。其中，自行設(shè)計(jì)的微程序計(jì)數(shù)PC向控制存儲(chǔ)器提供8位微地址，在控存讀信號(hào)的作用下，讀出一條長(zhǎng)16位的微指令代碼，并在打入命令CPIR的作用下，送入IR15-8、IR7-0。L15-8、L7-0用于顯示微指令寄存器IR15-8、IR7-0的內(nèi)容。</p><p>　　每當(dāng)按一次脈沖鍵便產(chǎn)生一個(gè)負(fù)脈沖，該脈沖的作用是：</p><p>　　1.作為讀控存的命令。</p>&l

16、t;p>　　2.負(fù)脈沖當(dāng)作CPIR將讀出的微指令打入微指令寄存器IR。</p><p>　　3.負(fù)脈沖的上升沿使PC＋1形成下一條微指令的地址。</p><p>　　4.負(fù)脈沖反相后的上升沿作為寄存器打入脈沖。</p><p><b>　　3、微指令格式</b></p><p>　　微指令格式，如圖3所示。<

17、/p><p><b>　　圖3.微指令格式</b></p><p><b>　　字段分配：</b></p><p>　　IR15-IR8：定義為8位操作數(shù)；</p><p>　　IR7：為1，C0=1；為0 C0=0；</p><p>　　IR6：為1，產(chǎn)生CPR0；</p

18、><p>　　IR5：為1，產(chǎn)生CPR1；</p><p>　　IR4：為1，產(chǎn)生CPR2；</p><p><b>　　4、編寫(xiě)微指令</b></p><p>　　實(shí)驗(yàn)要求：用二進(jìn)制代碼寫(xiě)出下面3 條指令的微程序:例如55+AAR2執(zhí)行過(guò)程55R0 AAR1 R0+R1R2 結(jié)束。 </p><p&

19、gt;　　0101 0101 0100 0000</p><p>　　1010 1010 0010 0000</p><p>　　0000 0000 0001 0000</p><p><b>　　5、調(diào)試步驟</b></p><p>　　首先，將模式開(kāi)關(guān)置于統(tǒng)調(diào)，涉及運(yùn)算器和uPC邏輯線路并下載至1032E中；再將模式

20、開(kāi)關(guān)置于分調(diào)，鍵入微指令十六進(jìn)制代碼至空存ROM2#、ROM1#中，微指令從0號(hào)單元開(kāi)始存放。然后，將模式開(kāi)關(guān)置于統(tǒng)調(diào)，按一次RET2鍵將uPC置零，每按一次脈沖鍵讀出一條微指令。當(dāng)微程序執(zhí)行完時(shí)檢查并記錄結(jié)果。</p><p><b>　　二、設(shè)計(jì)方案與論證</b></p><p><b>　　1、確定總體結(jié)構(gòu)</b></p>&

21、lt;p>　　程序設(shè)計(jì)的總體結(jié)構(gòu)，如圖4所示。</p><p>　　圖4.系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)</p><p><b>　　2、寄存器設(shè)置</b></p><p>　　R0、R1、R2 為8位的通用寄存器；R0、R1 R2為不帶復(fù)位的寄存器。</p><p>　　系統(tǒng)中R0、R1為通用寄存器，可存放源操作數(shù)、R2為通

22、用寄存器，可存放中間結(jié)果或最終結(jié)果；每個(gè)寄存器均由8個(gè)D觸發(fā)器構(gòu)成。</p><p>　　3、微程序計(jì)數(shù)器的設(shè)置</p><p>　　uPC采用的是8位二進(jìn)制異步加法計(jì)數(shù)器，微程序計(jì)數(shù)器的值通過(guò)加1實(shí)現(xiàn)的。復(fù)位信號(hào)有效時(shí)，計(jì)數(shù)器uPC清零。</p><p><b>　　4、加法器設(shè)置</b></p><p>　　采用8位

23、帶串行進(jìn)位的并行加法器。 為實(shí)現(xiàn)加、減法運(yùn)算，系統(tǒng)用于計(jì)算的操作數(shù)一律采用補(bǔ)碼表示。加法器由8個(gè)一位全加器構(gòu)成，一位全加器之間采用串行進(jìn)位。</p><p>　　微程序設(shè)計(jì)技術(shù)，是利用軟件設(shè)計(jì)方法來(lái)設(shè)計(jì)硬件的一門(mén)技術(shù)?；舅枷胧欠抡胀ǔ５木幹瞥绦虻姆椒ǎ巡僮骺刂菩盘?hào)編成所謂的“微指令”，存放到一個(gè)只讀存儲(chǔ)器里，當(dāng)機(jī)器運(yùn)行時(shí)，又一條一條讀出這些微指令，并由此產(chǎn)生全機(jī)所需的各種微操作控制信號(hào)，使相應(yīng)部件執(zhí)行所規(guī)定的

24、操作。</p><p>　　該課程設(shè)計(jì)采用微程序設(shè)計(jì)方法，通過(guò)確定總體結(jié)構(gòu)、邏輯設(shè)計(jì)、確定控制方式、測(cè)試用例等幾個(gè)步驟，完成簡(jiǎn)單運(yùn)算器及其外圍設(shè)備的電路設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)55R0 AAR1 R0+R1R2等指令的簡(jiǎn)單功能，該方案是可行的。</p><p><b>　　三、邏輯設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1、微程序計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)</p>

25、<p>　　在數(shù)字電路中，把記憶輸入CP脈沖個(gè)數(shù)的操作叫做計(jì)數(shù)，能實(shí)現(xiàn)技術(shù)操作的電子電路稱為計(jì)數(shù)器。</p><p><b>　　主要特點(diǎn)：</b></p><p>　　一般的說(shuō)，計(jì)數(shù)器除了輸入計(jì)數(shù)脈沖cp信號(hào)之外，很少有另外的輸入信號(hào)，其輸出通常也都實(shí)現(xiàn)態(tài)的函數(shù)，而輸入計(jì)數(shù)脈沖CP是當(dāng)作觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)對(duì)待的。</p><p>

26、　　從電路組成看，其主要組成單元是時(shí)鐘觸發(fā)器。</p><p>　　計(jì)數(shù)就是計(jì)CP脈沖的個(gè)數(shù)，每來(lái)一個(gè)CP脈沖，計(jì)數(shù)器就加一個(gè)1，隨著輸入計(jì)數(shù)脈沖個(gè)數(shù)的增加,計(jì)數(shù)器中的數(shù)值也增大，當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)滿時(shí)再來(lái)CP脈沖，計(jì)數(shù)器歸零的同時(shí)給高位進(jìn)位。根據(jù)二進(jìn)制遞增計(jì)數(shù)規(guī)律。</p><p>　　以三位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器為例，如其狀態(tài)圖如圖5所示.</p><p><b>

27、　　a)選擇觸發(fā)器</b></p><p>　　D觸發(fā)器,凡是具有置0 置1功能的電路,都叫D觸發(fā)器</p><p>　　特性方程:Qn+1=DCP上升沿時(shí)刻有效</p><p><b>　　b)求時(shí)鐘方程</b></p><p>　　由于要求構(gòu)成的是異步計(jì)數(shù)器,顯然各個(gè)觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)都應(yīng)使用輸入

28、計(jì)數(shù)脈沖CP.</p><p>　　c)求輸出方程C=Q2nQ1nQ0n</p><p><b>　　d)求狀態(tài)方程</b></p><p><b>　　CP</b></p><p>　　根據(jù)狀態(tài)圖的規(guī)定，可畫(huà)出異步三位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的原理圖，如圖6所示。</p><p>

29、　　同理，八位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器原理圖如圖7所示：</p><p>　　八位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器電子元器件生成，如圖8所示：</p><p>　　2、八位寄存器的設(shè)計(jì)</p><p>　　寄存器：具有寄存功能的電路。寄存器是一種基本的時(shí)序電路，在各種數(shù)字系統(tǒng)中幾乎無(wú)所不在，因?yàn)槿魏螖?shù)字系統(tǒng)，都必須把需要處理的數(shù)據(jù)，代碼寄存器來(lái)，以便隨時(shí)取用。</p><p&g

30、t;<b>　　特點(diǎn)：</b></p><p>　　（1）具有存儲(chǔ)功能的觸發(fā)器組合構(gòu)成。</p><p>　?。?）任務(wù)是暫時(shí)存儲(chǔ)二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼，部隊(duì)存儲(chǔ)內(nèi)容進(jìn)行處理，邏輯功能比較單一。</p><p>　　本實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計(jì)一個(gè)8位的寄存器，其中d7—d0、q7—q0分別為寄存器的輸入和輸出，cp為寄存器的時(shí)鐘脈沖。圖電路為8位寄存器的線路原理

31、圖,如圖9所示。</p><p>　　八位寄存器電子元器件生成，如圖10所示：</p><p><b>　　3、加法器的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　在項(xiàng)目管理器窗口中，打開(kāi)菜單中的Source項(xiàng)，選擇new命令，在彈出對(duì)話框中選擇Schematic，并按OK隨即彈出一個(gè)對(duì)話框，要求輸入原理圖名稱，只要在文件名欄輸入如：Add8.sch并按

32、保存按鈕即進(jìn)入原理圖編輯窗口。將如下八位全加器原理圖輸入即可。加法器的原理圖，如圖11所示。</p><p>　　當(dāng)將八位全加器原理圖編輯完成并確認(rèn)沒(méi)有錯(cuò)誤之后，在原理圖編輯窗口中，打開(kāi)File菜單，點(diǎn)擊其中的Matching Symbol菜單項(xiàng)，此時(shí)，便生成了新的Add8元器件，出現(xiàn)在Local庫(kù)中。如圖12所示：</p><p><b>　　四、設(shè)計(jì)過(guò)程與步驟</b&g

33、t;</p><p><b>　　1、創(chuàng)建新項(xiàng)目</b></p><p>　?。?）啟動(dòng)ispEXPERT SYSTEM；在Windows98下，選Lattice Semiconductor項(xiàng)的ispEXPERT SYSTEM，單擊后進(jìn)入ispEXPERT SYSTEM Project Navigator 窗口。</p><p>　?。?）建立

34、新項(xiàng)目，建立新項(xiàng)目的方法是：選擇項(xiàng)目管理其窗口中上排的菜單選項(xiàng)用鼠標(biāo)單擊File菜單下的New Project···，彈出Create New Project對(duì)話框，首先從最上部的小窗口選擇驅(qū)動(dòng)器（假設(shè)使用D盤(pán)），然后用鼠標(biāo)左鍵單擊建“新文件夾”按鈕，在對(duì)話框的提示欄中鍵入U(xiǎn)SER，并選擇OK，這樣就在D盤(pán)的根目錄下建立了一個(gè)“USER”文件夾.</p><p>　　（3）在“文件名

35、”窗口鍵入項(xiàng)目名“wcxkzysq.syn”以取代原來(lái)默認(rèn)的New.syn，按“打開(kāi)”確認(rèn)，新項(xiàng)目建立完畢并自動(dòng)進(jìn)入項(xiàng)目管理器。</p><p><b>　　2、選擇虛擬器件</b></p><p>　　進(jìn)入項(xiàng)目管理器之后，在其左邊窗口可以看到虛擬器件：Virtual Device?，F(xiàn)在需要選擇使用的具體目標(biāo)器件，雙擊Virtual Device，彈出Choose D

36、evice對(duì)話框。我們的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)所用的器件為ispLSI1032E，則可在Device family窗口中選擇ispLSI1000（1000系列），再在Device窗口中按動(dòng)Device器件目錄中滾動(dòng)條找到ispLSI1032E-70LJ84并選擇OK即可。如圖13所示：</p><p><b>　　3、設(shè)計(jì)原理圖輸入</b></p><p>　　在ispEXPERT

37、中如何使用原理圖輸入的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要步驟如下：</p><p><b>　　（1）原理圖命名</b></p><p>　　在項(xiàng)目管理器窗口下，選擇總菜單Source項(xiàng)下的New選項(xiàng)，此時(shí)將出現(xiàn)New Source對(duì)話框。選擇其中的Schematic(原理圖)，并單擊ok確認(rèn)。接著在隨后彈出的對(duì)話框的“文件名（N）”項(xiàng)下鍵入原圖名wcxkzysq.sch以取代原來(lái)的

38、*.sch，并選擇保存，即進(jìn)入原理圖編輯窗口。</p><p>　?。?）在原理圖編輯器的圖紙上添加器件，如附錄一。</p><p>　　選擇器件的方法：在塊接工具條中，點(diǎn)擊符號(hào)打開(kāi)器件庫(kù)（或選擇Add菜單下的Symbol），器件庫(kù)的上部窗口Library表示器件的類別，下部窗口Symbol表示該類別所對(duì)應(yīng)的器件。本設(shè)計(jì)中先從Library中找到Add8，count8，Register8等

39、電子元器件。</p><p><b>　　（3）添加連線；</b></p><p>　　在快捷工具條中點(diǎn)擊畫(huà)線按鈕（或選擇Add菜單中的Wire項(xiàng)），進(jìn)入畫(huà)線狀態(tài)，單擊左鍵定義連線的始端，將光標(biāo)移至縣的另一端，單擊左鍵便可定義這根線。在連完一根線之后，單擊右鍵就可以結(jié)束這一連線，開(kāi)始下一根線，依次完成全部的連線。</p><p><b&g

40、t;　　（4）為信號(hào)命名；</b></p><p>　　單擊快捷工具欄中的信號(hào)命名按鈕（或選擇Add菜單下的Net Name項(xiàng)），這時(shí)窗口的下方出現(xiàn)命令：Net Name-Enter Name=，在此鍵入“uir8”并按回車鍵，連線名“uir8”會(huì)粘在鼠標(biāo)的光標(biāo)上，將十字光標(biāo)的中心點(diǎn)移至該信號(hào)線的連線頭上，單擊鼠標(biāo)即可。用同樣的方法在其余連線上加上信號(hào)名。</p><p>　　

41、（5）添加I/O Markers；</p><p>　　單擊快捷工具按鈕（或選擇菜單下的I/O Markers項(xiàng)），在彈出的對(duì)話框中選擇“input”，在將鼠標(biāo)的光標(biāo)移至輸入信號(hào)的連線末端（位于連線和連線名之間），并單擊左鍵，這是會(huì)出現(xiàn)一個(gè)輸入I/O Markers框，標(biāo)記里面是連線名，用同樣的方法分別為其它加上輸入I/O Markers。至此，原理圖就全部輸入完畢。存盤(pán)退出即可。</p><

42、p><b>　　引腳所定</b></p><p>　　鎖定ispLSI器件引腳方法：?jiǎn)螕艨旖莨ぞ甙粹o（或在菜單條上選擇Add 項(xiàng)中的Symbol Attribute 命令），這是會(huì)出現(xiàn)一個(gè)Symbol Attribute Editor對(duì)話框。單擊需要定義屬性的輸出I/O Pad，對(duì)話框里會(huì)出現(xiàn)一系列可供選擇的屬性，選中“SynarioPin”屬性，并且把文本框中的“*”替換成所需要的管

43、腳號(hào)如‘34’，然后用鼠標(biāo)在圖紙的任意位置單擊一下，I/O Pad小方框中的“*”便被‘34’代替，（注意：不同的器件，其各引腳的標(biāo)號(hào)定義和功能都是不一樣的，在定義管腳時(shí)請(qǐng)查閱ispLSI1032E的引腳標(biāo)號(hào)和功能）。單擊其余需要鎖定引腳的I/O Pad，重復(fù)上述步驟，完成全部引腳鎖定工作，最后選擇File菜單下的Save選項(xiàng)存盤(pán)。</p><p><b>　　4、源文件編譯</b><

44、/p><p>　　源文件建立完畢之后，下一步是執(zhí)行每一個(gè)源文件所對(duì)應(yīng)的處理過(guò)程。在主項(xiàng)目管理器中選擇不同的源文件分別進(jìn)行編譯。編譯結(jié)束后如果出現(xiàn)兩個(gè)綠色的勾，說(shuō)明你的設(shè)計(jì)完全正確。如果出現(xiàn)的是黃色的‘！’，說(shuō)明設(shè)計(jì)中有“Warnings”出現(xiàn)，一般情況下不會(huì)有問(wèn)題。如果出現(xiàn)的是紅色的“×”，則說(shuō)明設(shè)計(jì)中存在著嚴(yán)重的錯(cuò)誤，必須對(duì)照automake.log報(bào)告仔細(xì)分析，找出設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤予以排除，然后重新編譯。&

45、lt;/p><p><b>　　5、設(shè)計(jì)項(xiàng)目適配</b></p><p>　　所謂適配就是將以上完成的邏輯設(shè)計(jì)針對(duì)以選定的器件，在EDA軟件的幫助下，形成能寫(xiě)進(jìn)芯片的熔絲圖文件（*.jed），本例中也就是將設(shè)計(jì)項(xiàng)目適配到isp1032E中去。這是一個(gè)將邏輯設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化成為適合于具體isp器件的設(shè)計(jì)過(guò)程。通過(guò)適配，將生成標(biāo)準(zhǔn)的JED熔絲圖文件，以供編程到具體的芯片中之用。適配的

46、具體步驟是：</p><p>　?。?）基本參數(shù)設(shè)定；</p><p>　　對(duì)于以選擇的器件ispLSI1032E。選用鼠標(biāo)左鍵單擊右窗欄的(wcxkzq.sch)項(xiàng)，使其變深色，再單擊右邊欄的Compiler Schematic。此時(shí)，欄下部的Properties…按鈕會(huì)變?yōu)樯钌?，單擊此按鈕后會(huì)跳出一窗口，其中的各有關(guān)項(xiàng)設(shè)定如下：</p><p>　?、佟癐SP”

47、設(shè)為T(mén)rue，即在系統(tǒng)可編程的3條編程下載線定義為專用下載口線，不可用為第二功能。</p><p>　　②“ISP Except Y2”設(shè)為False，其功能同上。</p><p>　?、邸癙ullup”設(shè)為T(mén)rue，其功能可從“Help”鍵中得到。</p><p>　?、堋癝ecurity” 設(shè)為T(mén)rue，即加密允許。</p><p>　　

48、⑤點(diǎn)擊Close退出。</p><p>　?。?）適配控制屬性參數(shù)設(shè)定。</p><p>　　用鼠標(biāo)單擊右窗欄的ispLSI1032E-70LJ84項(xiàng)，使其變深色，再單擊右邊欄的Fit Design。與上相同，欄下部的Properties…按鈕會(huì)變?yōu)樯钌瑔螕舸税粹o后會(huì)跳出一窗口。請(qǐng)根據(jù)其中的有關(guān)的內(nèi)容，對(duì)Properties窗口中的各有關(guān)項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)定，為方便設(shè)計(jì)，在這里也可點(diǎn)擊Defau

49、lts鍵使各項(xiàng)取默認(rèn)項(xiàng)。點(diǎn)擊Close退出。</p><p>　　用鼠標(biāo)單擊左邊窗口的ispLSI1032E-70LJ84項(xiàng)，使其變深色，然后雙擊右邊欄的Fit Design，使項(xiàng)目管理器完成對(duì)源文件的編譯、連接、和邏輯分割，最后將所有設(shè)計(jì)的邏輯進(jìn)行適配或者說(shuō)映射到所選擇的PLD器件中去。適配結(jié)束后，如果通不過(guò)，在有關(guān)項(xiàng)目上會(huì)出現(xiàn)紅色的叉，并彈出automake.log報(bào)告，找出問(wèn)題的所在，重新進(jìn)行適配運(yùn)行，直到

50、成功。如果出現(xiàn)黃色的驚嘆號(hào)，這也算成功。但您不妨看一下automake.log報(bào)告，了解一下warnings產(chǎn)生的原因。</p><p><b>　　6、編程下載</b></p><p>　　所謂編程下載就是將已完成的邏輯設(shè)計(jì)“燒錄”到具體器件中去。其基本步驟如下：</p><p>　?。?）按照微機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的使用說(shuō)明，將實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的工作

51、電源連接好，再使用專用下載電纜將實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和微機(jī)連接好。</p><p>　?。?）用鼠標(biāo)雙擊ISP Daisy Chain Download編程下載項(xiàng)目，此時(shí)彈出一窗口“LSC ISP Daisy Chain Download Version7.1”。</p><p>　?。?）用鼠標(biāo)點(diǎn)擊菜單中的Configuration項(xiàng)，并選擇Scan Board，或單擊窗口工具欄中Scan按鈕。如果

52、電路板連接無(wú)誤，這時(shí)電路板上的ISP器件的型號(hào)應(yīng)當(dāng)出現(xiàn)在菊花連下載窗口中。</p><p>　?。?）在Operation下拉框中，選擇pv選項(xiàng)。</p><p>　　（5）單擊Browse按鈕，將彈出一個(gè)對(duì)話框，在該對(duì)話框中選擇在上面設(shè)計(jì)中生成的JED文件add.jed，并按“打開(kāi)”按鈕退出。此時(shí)，點(diǎn)擊Command菜單項(xiàng)目下的Run Operation，或直接點(diǎn)擊工具欄上的按鈕（上面有

53、一個(gè)跑步的小人），下載軟件機(jī)會(huì)將JED文件以串行方式燒寫(xiě)到ISP器件中去。如果下載成功，會(huì)出現(xiàn)“PASS”字樣，然后在實(shí)驗(yàn)箱上進(jìn)行驗(yàn)證，如果硬件檢查結(jié)果正確則設(shè)計(jì)全部完成。</p><p>　　7、在實(shí)驗(yàn)箱上進(jìn)行邏輯驗(yàn)證</p><p>　?。?）將模式開(kāi)關(guān)置于分調(diào)，通過(guò)右下腳的小鍵盤(pán)，鍵入微指令十六進(jìn)制代碼至空存ROM2#、ROM1#中，微指令從0號(hào)單元開(kāi)始存放。代碼如下：</p&

54、gt;<p>　　0101 0101 0100 0000</p><p>　　1010 1010 0010 0000</p><p>　　0000 0000 0001 0000</p><p>　?。?）將模式開(kāi)關(guān)置于統(tǒng)調(diào)，按一次RET2鍵將uPC置零，每按一次脈沖鍵讀出一條微指令，根據(jù)狀態(tài)指示燈驗(yàn)證是否得到預(yù)期的結(jié)果。</p><

55、p>　　五、所遇到的問(wèn)題及解決辦法</p><p>　　當(dāng)原理圖畫(huà)完并且編譯運(yùn)行通過(guò)，連接單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行下載測(cè)試時(shí)，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)只能輸出一條記錄。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致這種情況出現(xiàn)的原因主要是，計(jì)數(shù)器沒(méi)有進(jìn)行狀態(tài)變化，程序指針無(wú)法指向下一條指令，導(dǎo)致指令無(wú)法送入寄存器。</p><p>　　解決辦法是更換八位計(jì)數(shù)器的器件，換為具有清零端的register中的FD11，通過(guò)調(diào)試成功解決問(wèn)題，實(shí)

56、驗(yàn)成功。</p><p><b>　　六、結(jié)論與心得</b></p><p>　　通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)讓我們了解了微程序控制的運(yùn)算器的歷史、原理和編碼的步驟還有它的實(shí)際應(yīng)用和不足之處、也使我對(duì)微程序控制的運(yùn)算器有了重新的認(rèn)識(shí)。通過(guò)對(duì)論文的不斷更改我反思了很多，也學(xué)到了很多。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，我也認(rèn)識(shí)到了自己還有很多不足，還有很多需要進(jìn)一步學(xué)習(xí)的地方，在接下來(lái)的學(xué)習(xí)中我會(huì)花

57、更多時(shí)間來(lái)認(rèn)真加深知識(shí)的理解與運(yùn)用。</p><p>　　歷時(shí)將近一個(gè)月的時(shí)間終于將實(shí)驗(yàn)調(diào)試成功并把這篇論文寫(xiě)完，在論文的寫(xiě)作過(guò)程中遇到了很多的困難和障礙，但是遇到不懂不會(huì)的，通過(guò)上網(wǎng)查資料、詢問(wèn)老師同學(xué)，都在同學(xué)和老師的幫助下度過(guò)了。尤其要強(qiáng)烈感謝我的論文指導(dǎo)老師——王若成老師，他對(duì)我進(jìn)行了無(wú)私的指導(dǎo)和幫助，無(wú)論是課堂上精彩的講解還是對(duì)我所反錯(cuò)誤的單獨(dú)指導(dǎo)，我都有了很大的進(jìn)步。感謝這篇論文所涉及到的各位學(xué)者。本

58、文引用了數(shù)位學(xué)者的研究文獻(xiàn)，如果沒(méi)有各位學(xué)者的研究成果的幫助和啟發(fā)，我將很難完成本篇論文的寫(xiě)作。</p><p>　　由于我的學(xué)術(shù)水平有限，所寫(xiě)論文難免有不足之處，請(qǐng)各位老師和同學(xué)批評(píng)和指正！</p><p><b>　　七、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 唐朔飛.計(jì)算機(jī)組成原理 [M]．2版.北京：高等教育出版社，2008.&l

59、t;/p><p>　　[2] 劉榮興，等.計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)[M].山東：山東大學(xué)出版，2002.8</p><p>　　[3] 孫德文，等.微型計(jì)算機(jī)技術(shù)[M].修訂版.北京：高等教育出版社，2006.</p><p>　　[4] 白中英，等.計(jì)算機(jī)組成原理[M].3版.北京：科學(xué)出版社，2002.</p><p><b>　　八

60、、教師評(píng)語(yǔ)</b></p><p><b>　　九、附錄</b></p><p>　　附錄一：微程序控制的運(yùn)算器設(shè)計(jì)原理圖</p><p>　　微程序控制的運(yùn)算器設(shè)計(jì)原理圖，如圖所示：</p><p>　　附錄二：本課程設(shè)計(jì)軟硬件平臺(tái)介紹</p><p><b>　　1、硬件

61、平臺(tái)</b></p><p>　　本課程設(shè)計(jì)的硬件平臺(tái)主要由“在系統(tǒng)可編程”大規(guī)模集成電路ispLSI1032E系統(tǒng)與單片機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成。1032E是其核心器件，其邏輯功能主要由1032E之外的開(kāi)關(guān)及顯示器來(lái)體現(xiàn)。所謂“在系統(tǒng)可編程”(In_system programmability簡(jiǎn)稱ISP)，是指在用戶自己設(shè)計(jì)的目標(biāo)系統(tǒng)中或線路板上為重構(gòu)邏輯而對(duì)邏輯器件進(jìn)行編程或反復(fù)編程。因此，在用戶ispLSI構(gòu)

62、成系統(tǒng)時(shí)可以先裝配后編程。即器件安裝或焊接在線路板中后，仍然可讓用戶在不改變電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)或線路板硬件設(shè)置的情況下，為重構(gòu)邏輯而對(duì)ispLSI進(jìn)行編程或反復(fù)編程。正因?yàn)檫@種獨(dú)特的系統(tǒng)可編程技術(shù)，使得使用ispLSI的數(shù)字邏輯系統(tǒng)比使用常規(guī)的數(shù)字集成電路在設(shè)計(jì)上更方便，邏輯功能更靈活，硬件的功能可以隨時(shí)加以修改或按預(yù)定的程序改變其組態(tài)。</p><p><b>　　2、軟件系統(tǒng)</b></

63、p><p>　　操作系統(tǒng)采用windows XP；與硬件平臺(tái)配套使用的應(yīng)用軟件為L(zhǎng)attice Semiconductor公司的ispDesignEXPERT Version 8.4.06.39_DE_STARTER和ispEXPERT Compiler Version 8.4.06.39。</p><p><b>　　3、硬件平臺(tái)結(jié)構(gòu)</b></p>&l

64、t;p>　　硬件平臺(tái)結(jié)構(gòu)，如圖14所示。</p><p>　　該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主要有兩部分組成：①可編程ispLSI1032E系統(tǒng)，就其結(jié)構(gòu)上講包括ispLSI1032E芯片、開(kāi)關(guān)、LED(發(fā)光二極管)、時(shí)鐘及復(fù)位鍵等；②單片機(jī)系統(tǒng)，包括單片機(jī)、存儲(chǔ)器、顯示及鍵盤(pán)等。</p><p>　?。?）可編程ispLSI1032E系統(tǒng)</p><p><b>　　

65、①輸入裝置</b></p><p>　　開(kāi)關(guān)：K15―8和K7―0 分別接在1032E的33―26腳與60―53腳。時(shí)鐘信號(hào)：連續(xù)時(shí)鐘發(fā)生器經(jīng)跨接插座J2后連接在1032E的20腳，占空比1:1；單脈沖發(fā)生器接在1032E的73腳，按一下脈沖鍵，便產(chǎn)生一個(gè)寬度為20ms的負(fù)脈沖。復(fù)位鍵RET2：接在1032E的24腳上，按此鍵對(duì)1032E內(nèi)部的所有電路進(jìn)行復(fù)位。</p><p>

66、;<b>　?、谳敵鲅b置</b></p><p>　　狀態(tài)指示燈：由L15―0、LED15―0共32只發(fā)光二極管組成。他們分別連接到1032E的41―34,52―45和10―3，83―76管腳；在分調(diào)模式下，L15―0不能使用。</p><p><b>　?。?）單片機(jī)系統(tǒng)</b></p><p><b>　?、?/p>

67、輸入設(shè)置</b></p><p>　　數(shù)字鍵：0-F共16個(gè)，鍵入代碼16進(jìn)制；下一單元鍵；上一單元鍵；選體鍵；單脈沖鍵。存儲(chǔ)器：?jiǎn)卧粩?shù)8位，容量256×8。3#RAM用作程序存儲(chǔ)器，分調(diào)時(shí)，通過(guò)鍵盤(pán)寫(xiě)入、讀出數(shù)據(jù)；統(tǒng)調(diào)時(shí)，連入1032E系統(tǒng)。2#ROM,1#ROM控制存儲(chǔ)器，分調(diào)時(shí)，是兩個(gè)獨(dú)立的隨機(jī)存儲(chǔ)器，通過(guò)鍵盤(pán)寫(xiě)入、讀出數(shù)據(jù)；統(tǒng)調(diào)時(shí)，為只讀存儲(chǔ)器連入1032E系統(tǒng)。</p&g

68、t;<p><b>　　②數(shù)字顯示</b></p><p>　　五位數(shù)字鍵：最高位顯示體號(hào)，中間兩位某存儲(chǔ)器單元地址；低兩位該地址下單元內(nèi)容。復(fù)位鍵RET1</p><p>　　4、實(shí)驗(yàn)平臺(tái)工作模式</p><p>　　在計(jì)算機(jī)組成原理課程中，對(duì)于較復(fù)雜的課程設(shè)計(jì)，往往涉及的部件較多，部件與部件之間的連線較多，操作復(fù)雜，這給課程設(shè)

69、計(jì)的調(diào)試及驗(yàn)證過(guò)程帶來(lái)了很大的困難。為了便于調(diào)試，在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)平臺(tái)上設(shè)有一開(kāi)關(guān)，確定了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)平臺(tái)的兩種工作模式。當(dāng)開(kāi)關(guān)置于上方時(shí)，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)平臺(tái)處于統(tǒng)調(diào)狀態(tài)；當(dāng)開(kāi)關(guān)置于下方時(shí)，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)平臺(tái)處于分調(diào)狀態(tài)。</p><p>　　當(dāng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)處于分調(diào)工作模式時(shí)，這時(shí)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)平臺(tái)被分成獨(dú)立的兩部分即可編程ispLSI1032E系統(tǒng)和單片機(jī)系統(tǒng)，這兩部分在數(shù)據(jù)通路上完全被阻斷，可以獨(dú)立進(jìn)行操作。這時(shí)可編程ispLSI1032E

70、系統(tǒng)可適用于數(shù)字邏輯系統(tǒng)的所有實(shí)驗(yàn)及課程設(shè)計(jì)，例如：與計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)有關(guān)的部件，計(jì)數(shù)器、譯碼器、節(jié)拍發(fā)生器、堆棧、全加器、串行進(jìn)位加法器、并行進(jìn)位加法器，多路開(kāi)關(guān)等都可方便進(jìn)行設(shè)計(jì)，并通過(guò)下載線接收計(jì)算機(jī)的下載信息，并固化在isp1032E芯片中，利用外圍電路進(jìn)行調(diào)試或驗(yàn)證isp1032E中的邏輯功能。</p><p>　　當(dāng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)處于統(tǒng)調(diào)工作模式時(shí)，單片機(jī)系統(tǒng)向課程設(shè)計(jì)提供兩種存儲(chǔ)器，一種是微指令控制