东北大学秦皇岛分校计算机组成原理课程设计

东北大学秦皇岛分校计算机组成原理课程设计东北大学秦皇岛分校计算机与通信工程学院计算机组成原理课程设计指令设计及工作寄存器设计专业名称班级学号学生姓名指导老师设计时间课程设计任务书专业：计算机与通信工程学院 学号： 学生姓名（签名）： 设计题目：指令系统及工作寄存器设计1、设计实验条件综合楼 808 实验室硬件：PC 机软件：Xilinx ISE ModelSim编程语言：VHDL2、设计任务及要求1. 指令：7、20、47、60 号指令；2. 工作寄存器 W；3. 二-十进制编码器；要求：•总线结构:单总线，数据总线位数 8 位、地址总线 8 位；•存储器:内存容量 64K*8bit•控制器:用硬联线控制器实现 26 位微操作控制信号•运算器:单累加器，实现加、减等 8 种操作•外设：–输入：用开关输入二进制量–输出：7 段数码管和 LED 显示•指令系统规模：64 条指令，7 种类型，5 种寻址方式3、设计报告的内容（1）设计目的：1、融会贯穿计算机组成原理课程的内容，经过知识的综合运用，加深对计算机系统各个模块的工作原理及相互联系的认识；2、学习运用 VHDL 进行 FPGA/CPLD 设计的基本步骤和方法，熟悉 EDA 的设计、模拟调试工具的使用，体会 FPGA/CPLD 技术相对于传统开发技术的优点；3、培育科学讨论的独立工作能力，取得工程设计与组装调试的实践经验。（2）设计主体： 图 1 整机逻辑结构框图 图 2 芯片引脚 图 3 cpu 逻辑结构框图【设计指令系统】（1） 设计的指令指令编号指令助记符机器码 1机器码 2指令功能7ADD A, EM000110MM将存储器 MM 的地址的值加入累加器 A 中20SUB C A, #II010011II从累加器 A 中减去立即数 II,减进位47_INT_101110实 验 机 占 用 ， 不 可 修改，进入中断时，实验机硬件产生_INT_指令60RETI111011中断返回表 1 指令类型、寻址方式（2）控制信号1、XRD ： 外部设备读信号，当给出了外设的地址后，输出此信号，从指定外设读数据。2、EMWR： 程序存储器 EM 写信号。3、EMRD： 程序存储器 EM 读信号。第 7 条指令： ADD A, EM指令类型：算术运算指令寻址方式：寄存器寻址和直接寻址第 20 条指令： SUB C A, #II指令类型：逻辑运算指令寻址方式：存储器直接寻址第 47 条指令： _INT_指令类型：转移指令寻址方式：寄存器间接寻址第 60 条指令： RETI指令类型：转移指令寻址方式：寄存器直接寻址4、PCOE： 将程序计数器 PC 的值送到地...