计算机组成原理是计算机科学与技术领域的一门核心课程，它主要研究计算机硬件系统的结构和工作原理。本报告将深入探讨模型计算机的设计与实现，涵盖数据格式、指令系统、设计原理以及关键组件如微程序控制器、PC计数器和时序产生器等。 1. 设计目的 设计模型计算机的主要目标是让学生理解和掌握计算机硬件的基础构造，包括数据的存储和处理方式，指令执行的流程，以及如何通过逻辑门和控制单元实现这些功能。这有助于提高学生对计算机系统整体运作的理解，为将来从事计算机硬件设计、系统集成或软件开发等工作打下坚实基础。 2. 设计内容 设计内容通常包括定义计算机的数据格式，如二进制、八进制、十六进制或浮点数表示；设计一套适合模型计算机的指令集，包括算术、逻辑、控制等基本操作；构建微处理器的逻辑结构，包括微指令和微程序的概念；实现关键组件，如程序计数器（PC）和时序产生器，确保指令的顺序执行和系统时钟的同步。 3. 设计要求 在设计过程中，通常需要满足以下要求： - 数据格式的规范性和效率：数据表示应兼顾精度和存储空间； - 指令集的完备性：覆盖基本运算和控制流； - 微程序控制器的灵活性：能处理复杂控制流和异常情况； - 硬件组件的可靠性：保证正确性和稳定性。 4. 数据格式与指令系统 4.1 数据格式：数据在计算机内部是以二进制形式存储的，但为了方便人类阅读和编程，常采用不同的数据格式，如整数、浮点数、字符编码等。在模型计算机中，可能需要定义不同长度的整数和浮点数格式，以及特定的符号位表示正负。 4.2 指令系统：指令集是计算机能执行的基本操作集合，包括加载、存储、算术运算、逻辑运算、跳转等。每个指令通常由操作码和操作数组成，操作码指示要执行的操作，操作数指定参与操作的数据。 5. 设计原理与电路图 5.1 总逻辑框图：整体架构展示了计算机各主要组成部分，如CPU、内存、输入/输出设备等之间的交互关系。 5.2 微程序控制器：微程序控制器使用微指令来实现更复杂的控制逻辑，它通过地址转移逻辑和微程序控制器逻辑图实现对指令执行的控制。 5.2.1 地址转移逻辑图：这部分设计用于确定下一条微指令的地址，实现程序的分支和循环。 5.2.2 微程序控制器逻辑图：详细描绘了微指令的生成和执行过程，包括读取微指令、解码、生成控制信号等步骤。 5.3 PC计数器：程序计数器负责存储当前指令的地址，并在执行完当前指令后自动加一，以指向下一条指令，实现指令的顺序执行。 5.4 时序产生器：时序产生器产生各种定时信号，如时钟信号，保证计算机内部操作的同步进行。 通过上述设计和实现，学生不仅能够理解计算机硬件的工作原理，还能亲手创建一个能够运行简单程序的模型计算机，从而深化对计算机组成原理的理解。这样的实践经历对于提升学生的工程能力和创新思维至关重要。

【计算机组成原理】是计算机科学与工程领域的重要基础课程，主要研究计算机硬件系统的基本组成和工作原理。在本次课设报告中，学生需要完成两个实验，分别是“ROM 仿真”和“验证74LS181运算和逻辑功能”。 ### 1. ROM 仿真 #### 实验目的 - **理解ROM的工作原理**：ROM（只读存储器）是计算机内存的一种，数据在制造时写入，之后不能更改，常用于存储固定不变的信息，如BIOS。 - **绘制逻辑电路图**：通过设计电路来展示ROM的读取过程，要求布局清晰、整洁。 - **掌握ROM读出原理**：ROM的读取是通过字线和位线的交叉点控制二极管导通与否，从而在数据线上读出0或1。 #### 实验原理 ROM由存储矩阵构成，字线与位线的交叉点代表存储单元。当交叉点有二极管时，数据线读出1；反之，读出0。在这个实验中，学生使用单刀双掷开关控制高低电平输入，通过非门和与门转换，最终在数码管上以十六进制显示4位二进制数据。 ### 2. 验证74LS181运算和逻辑功能 #### 实验目的 - **理解ALU（算术逻辑单元）的工作原理**：ALU是CPU的核心组成部分，负责执行基本的算术和逻辑运算。 - **熟悉数据传输路径**：学习简单的运算器中数据如何在各个组件间流动。 - **绘制逻辑电路图**：设计并绘制74LS181芯片的电路连接图，保持整洁美观。 - **验证运算功能**：检查74LS181的4位运算功能是否正确，包括加法、减法、逻辑运算等。 #### 实验原理 74LS181是一款4位运算功能发生器，有8个数据输入端，4个二进制输出端，以及多个控制引脚。通过调整控制引脚的信号，可以实现不同类型的运算。在M引脚控制下，74LS181可以执行算术或逻辑运算，其功能表详细列出了各种可能的操作。 通过这两个实验，学生不仅能够深化对计算机硬件的理解，还能提升电路设计和逻辑分析能力。实验过程中，学生通过实际操作和理论学习，进一步掌握了DCD-HEX数码管的显示原理、ROM的存储机制以及74LS181芯片的运算逻辑，为后续深入学习计算机系统打下了坚实的基础。

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设计说明 1、处理器应实现MIPS-Lite2指令集。 a)MIPS-Lite2={MIPS-Lite1，lb，sb}。 b)MIPS-Lite1={addu，subu，ori，lw，sw，beq，j，lui，addi,addiu,slt, jal,jr }。 c) addi应支持溢出，溢出标志写入寄存器$30中第0位。2处理器为多周期设计。 2、处理器为多周期设计

本系统主要综合所学习的计算机组成原理的知识，设计一套复杂模型计算机。并设计一些简单的汇编程序进行验证。本系统主要由存储模块、运算器模块、微程序控制器模块、指令系统模块等组成。应用存储系统说明输入输出时序，使用模型机的器件组成有片间串行进位16数逻辑运算的功能。该系统在基本模型机的基础上改进并实现IN,OUT，CLR，MOV,ADD,SUB,XOR，OR，LEA，STA，JMP，BZC等指令的功能。最终通过模型机的设计和调试，连贯运用计算机组成原理课程学到的知识，建立计算机整机概念，加深对计算机时间和空间概念的理解。 关键词： 计算机组成原理；微指令；机器指令；基本模型机

一个压缩包,里面含有 Verilog源码和课设报告两个文件夹 源码有六个实验 1/2分频器 触发器 全加器 8位比较器 等 还有个自选题存储器 实验报告 包括实验目的,实验题目,实验要求,仿真图分析,实验心得等 直接就可以用了

北京工业大学计算机组成原理课程设计project3，99分， 代码执行遇到问题请私聊，完美售后， 代码执行遇到问题请私聊，完美售后 一份价格一份货，这是2021年的课设作业，去年熬夜干出来的，就当一点辛苦奶茶钱吧 Project3 VerilogHDL完成MIPS微系统开发(支持设备与中断) 一、设计说明 1.MIPS 微系统应包括：MIPS处理器、系统桥和 1 个定时器，32位输入设备、32 位输出设备。 2.MIPS处理器应实现MIPS-Lite3指令集。 a)MIPS-Lite3＝{MIPS-Lite2，ERET、MFC0、MTC0 }。 b)MIPS-Lite2＝{addu，subu，ori，lw，sw，beq，lui，addi，addiu，slt， j，jal，jr，lb，sb }。 c)addi应支持溢出，溢出标志写入寄存器$30中第0位。 3.MIPS处理器为多周期设计。 4.MIPS 微系统支持定时器硬件中断。 二、系统桥与设备 5.为了支持设备，MIPS 微系统需要配置系统桥。 a)需要支持 3 个设备，即定时器、32位输入设备、32 位输出设备。

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2021年的最新资源 Project4 FPGA完成MIPS微系统开发(支持设备与中断) 一、设计说明 1.MIPS 微系统应包括：MIPS处理器、系统桥和 1 个定时器，8 位 7 段数码管、32 位拨动开关。 2.MIPS处理器应实现MIPS-Lite3指令集。 a)MIPS-Lite3＝{MIPS-Lite2，ERET、MFC0、MTC0 }。 b)MIPS-Lite2＝{addu，subu，ori，lw，sw，beq，lui，addi，addiu，slt， j，jal，jr，lb，sb }。 c)addi应支持溢出，溢出标志写入寄存器$30中第0位。 3.MIPS处理器为多周期设计。 4.MIPS 微系统支持定时器硬件中断。 二、系统桥与设备 5.为了支持设备，MIPS 微系统需要配置系统桥。 a)需要支持 3 个设备，即定时器、8 位 7 段数码管、32 位拨动开关。 b)定时器的设计规范请参看《定时器设计规范.docx》。 c)实验设备中的 8 位 7 段数码管由 2 个 4 位 7段数码管组成。 三、FPGA 内置模块的使用 6.时钟定制电路 a)系统时钟为 100MHz

湖南科技大学计算机组成原理课设