武漢工業(yè)學院

數(shù)學與計算機學院

組成原理課程設(shè)計

專 業(yè):計算機科學與技術(shù)

班 級:________________

學 號:________________

姓 名:________________

指導老師: 蔣麗華_______

實驗目的

1．深入理解基本模型計算機的功能、組成知識；

2．深入學習計算機各類典型指令的執(zhí)行流程；

3．學習硬布線控制器的設(shè)計過程和相關(guān)技術(shù)；

4．在掌握部件單元電路實驗的基礎(chǔ)上，進一步將單元電路組成系統(tǒng)，構(gòu)造一臺基本模型計算機；

5．定義20條MIPS指令集的典型指令，并編寫相應的匯編程序，能在模型機上調(diào)試，掌握計算機整機概念；

6．通過熟悉較完整的計算機的設(shè)計，全面了解并掌握硬布線控制方式計算機的設(shè)計方法，真正理解利用軟件進行硬件設(shè)計的方法和技巧。

實驗原理

在部件實驗過程中，各部件單元的控制信號是人為模擬產(chǎn)生的，而本實驗將能在硬布線控制下自動產(chǎn)生各部件單元控制信號，實現(xiàn)特定的功能。

實驗選擇了MIPS體系結(jié)構(gòu)中比較典型的指令，使用QuartusII軟件工具，通過原理圖以及VHDL語言設(shè)計CPU的邏輯電路來實現(xiàn)這些指令。另外還用MIPS匯編語言編寫了用于CPU測試的簡單程序，對所設(shè)計的CPU邏輯電路進行功能仿真模擬，以驗證CPU邏輯電路的正確性。

實驗涉及到的R指令有ADD、SUB、AND、OR、XOR、SLL、SRL、SRA、JR；I指令有ADDI、ANDI、ORI、XORI、LW、SW、BEQ、BNE、LUI；J指令有J、JAL。指令格式如下圖所示。

CPU的邏輯電路圖

實驗步驟：

具體加法和乘法指令和數(shù)據(jù)

LPM_ROM和LPM_RAM_DQ的配置及數(shù)據(jù)輸入

LPM_ROM的配置

instmem.mif數(shù)據(jù)輸入

(1)做加法

(2)做乘法

加載instmem.mif

LPM_RAM_DQ的配置

datamem.mif數(shù)據(jù)輸入

(1)做加法

(2)做乘法

加載datamem.mif

仿真波形及結(jié)果顯示

加法

實驗總結(jié)：

在這次組成原理設(shè)計實驗中，我負責指令存儲器和數(shù)據(jù)存儲器部分，并且和組長李彬一起完成了加法部分。在調(diào)用LPM_ROM和LPM_RAM_DQ作為IP內(nèi)核，設(shè)置參數(shù)時，第一次沒有加載.mif文件初始化數(shù)據(jù)導致仿真時，輸出的波形MEMOUT沒有數(shù)據(jù)顯示且sc_datamem.mif也無任何數(shù)據(jù)，經(jīng)老師指導后，明白了在設(shè)置IP內(nèi)核時，要加載.mif文件初始化數(shù)據(jù)。

在這次實驗中我認識到了細節(jié)決定成敗的道理，在畫原理圖是如果不認真負責對每個細節(jié)的把握，那么在后面的實驗都將無法完成，哪怕只有一個小小的標點符號的錯誤都有可能讓我們在錯誤中尋找半天，所以在以后的學習中，或者將來的事業(yè)中都應該稱細節(jié)抓起。

也通過本次的學習我知道團隊精神的可貴，在現(xiàn)在的企業(yè)中無論自己的能力多高，通過團隊的一起努力都能夠更有效率的完成企業(yè)中所給我們安排的項目，雖然這次實驗相對來說時間較短，但是這次實驗的價值卻是無法比擬的，正所謂沒有完美的個人只有完美的團隊，同時本次實驗也給我提供了相對好的學習狀態(tài)，在本次實驗我有些不理解的東西在組長的講解以及同學的幫助我能夠更快的學習并且掌握。

總之，通過這次課程設(shè)計，讓我對整個計算機基本原理和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)都有了很深的體會和認識，也強迫自己在以前不足的地方去學習了一些新的知識，最重要的是，真正讓自己認識到了自己現(xiàn)在所學過的知識還是太少太少，根本不足以完成一個哪怕是最簡單的計算機項目，自己以前只滿足于將課本知識學會的想法也有很大的問題，需要好好反省，在接下來的時間里，自己一定要好好把握，既要加強基礎(chǔ)知識的學習，也要鍛煉自己的實驗能力，努力讓自己的專業(yè)素質(zhì)，有很大的提高，以適應社會的發(fā)展與需求，這樣才能真正成為一名合格的大學生。

在此次的設(shè)計中，感謝老師對我們的幫組和指導。過程還不夠完善，希望老師繼續(xù)指導。

施工期由于建筑材料堆放、管理不當，特別是易流失的物資如黃沙、土方等露天堆放，遇暴雨時將可能被沖刷進入水體，造成物質(zhì)損失和污染水體。同時建材的散落，也易隨雨水進入水體，但只要施工單位對運輸、施工作業(yè)嚴加管理，這部分的建材流失可以盡量地減少。本項目棄土棄渣不單獨設(shè)置臨時堆場，開挖棄土棄渣土石料堆放量較少，堆放于道路中央，及時清運，日產(chǎn)日清，在加強施工物料管理的基礎(chǔ)上，施工期物料流失對水環(huán)境的影響可降到最低水平，不會對水體造成較大影響。本項目涉水施工屬于短暫性施工，加上水體的自凈和恢復能力較快，對水體水質(zhì)的影響也屬于短暫的影響。同時，在施工過程中通過加強管理，于施工岸邊設(shè)置沉淀池對泥漿進行沉淀處理后上清液作為灑水抑塵用水進行綜合利用。采取上述措施后，可將項目施工對水體擾動影響將至最低，對水質(zhì)影響可接受。施工期

總結(jié)

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