计算机组成原理课程设计任务书11周建国_11计本课程设计任务书

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华中科技大学计算机学院

计算机组成原理

课程设计任务书

计算机组成原理是计算机专业的核心基础课。课程设计是学完该课程并进行了多个单元实验后，综合利用所学的理论知识，并结合在单元实验中所积累的计算机部件设计和调试方法，设计出一台具有自己指令系统的简单计算机系统。所设计的系统能在基于EDA的实验平台上运行一段程序，通过检查程序结果的正确性来判断所设计计算机系统正确性。

课程设计属于设计型实验，不仅锻炼学生简单计算机系统的设计能力，而且通过进行主机系统底层电路的实现、故障分析与定位、系统调式等环节的锻炼，进一步提高了学生分析和解决问题的能力。

1．课程设计题目

课程设计的主要任务是设计一台简单的计算机系统,并调试通过。围绕这一主要目标，课程设计的题目可以根据自己的设计内容、实现方式、所设计的计算机系统的结构从下列备选题中选取，也可以自己命题。

1)基于微程序控制器的简单计算机系统设计与实现 2)基于硬布线控制器的简单计算机系统设计与实现

3)基于微程序控制和硬布线相结合的简单计算机系统设计与实现 4)支持流水线的简单计算机系统设计与实现 5)基于总线结构的简单计算机系统设计与实现 6)基于FPGA的简单计算机系统设计与实现 7)基于MIPS指令集的计算机模型机设计

2、简单计算机系统的设计目标

计算机系统设计的总体目标是设计模型机系统的总体结构、指令系统和时序信号。在对该模型机系统中的部件功能利用EDA软件的仿真功能进行仿真分析和功能验证的基础上，将部分电路下载到FPGA，并与适当的外围器件(包括部分芯片、输入/输出开关、LED显示等)相配合，实现模型机的总机系统。

要求所设计的总机系统能支持自动和单步运行方式，能正确地执行存放在主存中的程序的功能，对主要的数据流和控制流通过LED适时显示信息。

3．本科课程设计的主要技术指标 1)支持算术运算、逻辑运算、存储器读写、寄存器间数据传送等几类指令。2)支持立即数寻址、直接寻址、隐含寻址、寄存器寻址等几种基本的数据寻址方式和顺序寻址、跳跃寻址两种指令的寻址方式。

3)支持10条以上的指令。

4)能运行由自己所是设计的指令系统构成的一段程序，程序执行功能正确。

4、系统设计要求

1)根据课程设计指导书的要求，制定出设计方案；

2)画出自己所设计计算机系统的原理框图和器件连接图，分析器件连接图中各器件不同引脚的功能，哪些可以固定连接，哪些需要通过微程序来控制，以及这些控制信号的有效形式；

3)画出各指令的指令周期流程图和所需要的控制信号； 4)设计出实现指令功能的微程序控制器或硬布线控制器； 5)布线、调试、验收;6)课程设计报告和总结。5．课程设计成绩的评定

1)评定成绩根据考核、课程设计的过程、课程设计的效果、课程设计报告的质量等几部分组成。

评分标准为设计过程和结果占70%，报告和图纸部分占30% 2)课程设计的成绩评定等级为不及格、及格、中、良好、优秀五级，具体的评定标准见评分规则。

3)对基本功能进行扩展或设计具有非常鲜明的特征和一定程度的创新，可根据实际情况加分。

6、对课程设计报告的要求

1)课程设计报告是体现和总结课程设计成果的载体，主要内容包括：设计题目、设计目的、设备器材、设计原理及内容、设计步骤、遇到的问题及解决方法、设计总结、参考文献等。

2)在适当位置配合相应的实验原理图、数据通路图、微程序流程图、实验接线图、微指令代码表等图表进行说明。应做到文理通顺，内容正确完整，书写工整，装订整齐。

3)设计总结部分主要写本人完成工作简介以及自己的设计体会，包括通过课程设计学到了什么，哪里遇到了困难，解决的办法以及今后的目标。

4)为统一格式和要求，课程设计报告一般采用《计算机组成原理》专用设计报告本手写，页数在15页左右。如需打印时采用A4纸，正文采用宋体小五号字，文中标题采用黑体小四号字，字数不低于5000，除框图外需附下载的设计图以及微指令控制点图。

7．特别强调

1)不能带电插拔导线！

2)整个实验过程中不能插拔下载电缆！3)不能插拔其它实验台上的FPGA芯片！8．课程设计时间安排

课程设计的总体时间为2周，总体安排如下: 第一天：到实验室布置任务和集中讲解。

第二天：学生自己设计,选择并熟悉自己所要的芯片

第三天：领取导线和芯片,进行芯片功能测试，在此基础上修改和完善原设计方案。第四天到第十天：其余时间 ：实验室调试调试、验收

(期间根据实际情况加开１～２个晚班)。

参考文献: 1.计算机组成原理实验及课程设计(自编)2.番松 潘明.现代计算机组成原理.北京:科学技术出版社,2007年第一版.3.易小琳 朱文军 鲁鹏程.计算机组成原理实践教程,基于EDA平台.北京:北京航空航天大学出版社,2006年第一版.4.谢树煜 周继群 李潮激.计算机组成原理实验指导,北京:清华大学出版社,2004年第一 版.5.方恺晴.基于EDA技术的计算机组成原理实验.长沙:湖南大学出版社,2006年第一版.