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计算机组成原理课程设计

计算机组成原理课程设计. 硬布线控制器的设计与调试. 教学目的. 融会贯通计算机组成原理课程和计算机系统结构课程设计的内容，通过知识的综合运用，加深对计算机系统各模块的工作原理及相互联系的认识，特别是对硬布线控制器的认识； 学习运用 ISP （在系统编程）技术进行设计和调试的基本步骤和方法，熟悉集成开发软件中设计，模拟调试工具的使用，体会 ISP 技术相对于传统开发技术的优点 培养科学研究的独立工作能力，取得工程设计与组装调试的实践经验。. 实验设备. TEC—4 计算机组成原理实验系统一台 双踪示波器一台 直流万用表一只 逻辑测试笔一支

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计算机组成原理课程设计

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Presentation Transcript

  1. 计算机组成原理课程设计 硬布线控制器的设计与调试

  2. 教学目的 • 融会贯通计算机组成原理课程和计算机系统结构课程设计的内容，通过知识的综合运用，加深对计算机系统各模块的工作原理及相互联系的认识，特别是对硬布线控制器的认识； • 学习运用ISP（在系统编程）技术进行设计和调试的基本步骤和方法，熟悉集成开发软件中设计，模拟调试工具的使用，体会ISP技术相对于传统开发技术的优点 • 培养科学研究的独立工作能力，取得工程设计与组装调试的实践经验。

  3. 实验设备 • TEC—4计算机组成原理实验系统一台 • 双踪示波器一台 • 直流万用表一只 • 逻辑测试笔一支 • 集成电路若干片，取决于设计方案 • 集成电路使用ISP芯片（一片ISPLS1032）。采用ISP器件，则需要一台PC机运行设计自动化软件（例如ISPEXPERT）作设计，编程和下载使用。

  4. 设计与调试任务 • 按给定的数据格式和指令系统，在所提供的器件范围内，设计一台硬布线控制器控制的模型计算机； • 根据设计图纸，在通用实验台上进行组装，或对微程序控制方案的模型机进行改装，并调试成功； • 在组装调试成功的基础上，整理出设计图纸和其他文件。

  5. 设计与调试任务 • 总框图（数据通路） • 硬布线控制器逻辑模块图 • ABEL语言源程序 • 硬布线控制流程图 • 模拟向量测试方程 • 元件排列图 • 设计说明书 • 调试小结

  6. 数据格式和指令系统 • 采用与模型计算机相同的指令系统,即12条机器指令。同样考虑到复杂度和时间问题，一般应降低难度，采用该指令系统的子集：去掉中断指令后的3条机器指令，只保留9条指令。

  7. 硬布线控制器结构方框图

  8. 硬布线控制流程图

  9. 编译下载和接线 • 首先，在PC机上运行ISPEXPERT软件，建立一个新项目，在该项目下，输入ABEL语言源文件，经过编译和适配，生成JED文件。用出厂时提供的下在电缆将PC记得打印机接口核实验台上的下载插座（编程插座）相连。打开实验系统电源，即可在ISPEXPERT软件内向ISP1032下载。有关ISPEXPERT的使用，可参考有关资料。 • 接固定连线和数据通路内部连线 • 控制台和ISP1032的连线 • 时序电路和ISP1032的连线 • 数据通路和ISP1032的接线

  10. 组装与调试 • 由于使用在系统可编程逻辑电路，集成度高，灵活性强，编程，下载方便，用于硬布线控制器将使分调变得简单。控制器内部连线集中在芯片内部，由程序自动完成，其速度，准确率和可靠性都是人工界限所不可比拟的。 • ISP 技术设计的硬布线控制器，其分调试完全是软件模拟的向量测试。但应注意，向量测试方程的设计应全面，尽管覆盖所有的可能性，避免间错漏带到总调试中。另外要注意两方面问题：

  11. 组装与调试 • 测试软件要求测试状态连续，即上一方程的终结状态作文下一方程的初始自状态，不能中断； • 如果方程的输入向量组中有某些影响输出向量的项缺失，测试仍能进行，但缺失项将会以随机值影响输出； • 分调正常后，可进行将控制器与数据通路的模块连接，进行全机总调试。

  12. 组装与调试 • 与微程序控制器相类似，总调的第一步是检查全部硬布线控制流程，以单拍（DP）方式执行指令。进行的顺序也是先执行控制台命令，然后执行机器指令。当全部控制流程图检查完毕后，如果数据通路的执行部件（运算器，存储器等）功能正确，就算总调第一步完成。 • 第二步是在内存中装入包括有全部指令系统的一段程序和有关数据，进一步可采用单步（DB）方式或连续方式执行，以验证机器执行指令的正确性。 • 第三不是编写一段表演程序，令机器运行。 • 第四步是运行指导老师给出的验收程序。如通过，则设计和调试完成。

  13. 测 试 程 序

  14. 测 试 结 果

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