复杂模型机设计.docx

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该设计是依照运算机组成原理课程所学的知识，设计、开发的一套简单模型机。是在DVC织验机上实现的，此有信号T4为脉冲信号，在手动方式下进行实验时，只需将跳线器J23上T4与手动脉冲发生开关的输出端SD相连，按动手动脉冲开关，即可取得实验所需的单脉冲。
带进位操纵运算器增加进位操纵部份，其中高位74LS181(U31)的进位CN4通过门UN4EUN2CUN3眺入UN5B的输入端D,其写入脉冲由T4和AR信号操纵，T4是脉冲信号，在手动方式下进行实验时，只需将跳线器J23上T4与手动脉冲发生开关的输出端SD相连，按动手动脉冲开关，即可取得测试所需的单脉冲。AR是电平操纵信号(低电平有效)，可用于实现带进位操纵实验。从图中能够看出，AR必需为“0”电平，D型触发器74LS74(UN5B的时钟端CLK才有脉冲信号输入。才能够将本次运算的进位结果CY锁存到进位锁存器74LS74(UN5B中。
(2) 存储器
主存储器单元电路要紧用于寄存实验机的机械指令，它的数据总线挂在外部数据总线EXDAEXD近；它的地址总线由地址寄放器单元电路中的地址寄放器74LS273(U37)给出，地址值由8个LED丁LAD卜LAD71示，高电平亮，低电平灭；在手动方式下，输入数据由键盘提供，并经一三态门74LS245(U51)连至外部数据总线EXDAEXD7实验时将外部数据总线EXDAEXD祁8芯排线连到内部数据总线BUSD*BUSD7分时给出地址和数据。它的读信号直接接地；它的写信号和片选信号由写入方式确信。该存储器中机械指令的读写分手动和自动两种方式。手动方式下，写信号由W/R'提供，片选信号由CE'提供；自动方式下，写信号由操纵CPU勺提供，片选信号由操纵CPU勺提供。
由于地址寄放器为8位，故接入6264的地址为A0〜A7,而高4位A8〜A12接地，因此其实际利用容量为256字节。6264有四个操纵线：CS1第一片选线、CS2第二片选线、OE读线、WE^线。其功能如表3-4所示。CS1片选线由CE'操纵(对应开关CD、OE读线直接接地、W西线由W/R'操纵(对应开关WE、CS2直接接+5V。
部件测试进程中，各部件单元的操纵信号是人为模拟产生的，而整体测试将能在微程序操纵下自动产生各部件单元操纵信号，实现特定指令的功能。那个地址，测试运算机数据通路的操纵将由微程序操纵器来完成，CPIM内存中掏出一条机械指令到指令执行终止的一个指令周期全数由微指令组成的序列来完成，即一条机械指令对应一个微程序。
为了向主存储器RA咖装入程序或数据，而且检查写入是不是正确和能运行主存储器中的程序，必需设计三个操纵操作微程序。
•存储器读操作：拨动总清开关后，置操纵开关SWBSW所“00”时，按要求连线后，持续按“启动运行”开关，可对主存储器RAMt续手动读操作。
•存储器写操作：拨动总清开关后，置操纵开关SWBSW所“01”时，按要求连线后，再按“启动运行”开关，可对主存储器RAM!行持续手动写入。
•运行程序：拨动总清开关后，置操纵开关SWBSW豹“11”时，按要求连线后，再按
“启动运行”开关，即可转入到第01号“取址”微指令，启动程序运行。
上述三条操纵指令用两个开关SWCSWA勺状态来设置，其概念如下：
SWB
SWA
控制台命令
0
0
读内存
0
1
写内存
1
1
启动程序
表1-1操纵指令
(3) 指令寄放器
指令寄放器用来保留当前正在执行的一条指令。当执行一条指令时，先把它从内存取到缓冲寄放器中，然后再传送到指令寄放器。指令划分为操作码和地址码字段，由二进制组成，为了执行任何一条给定的指令，必需对操作码进行测试P(1)，通过节拍脉冲T4的操纵以便识别所要求的操作。“指令译码器”依照指令中的操作码进行译码，强置微控器单元的微地址，使下一条微指令指向相应的微程序首地址。
第二章整体设计
大体整机模型数据框图如图2-1所示，运算机数据通路的操纵将由微程序操纵器来完成,CPU从内存中掏出一条机械指令到指令执行终止的一个指令周期全数由微指令组成的序列来
图2-1模型机的数据通路图
数据的通路从程序计数器PC的地址送到主存的地址寄放器，依照地址寄放器的内容找到相应的存储单元。
存储器中的数据是指令时，那么数据是从RA瞻到总线，再从总线送到IR中。
存储器中的数据是需要加工的数据时，那么数据是从RA暗到总线，再动总线送到通用寄放器中等待加工。
数据加工进程中，两个数据是从总线上将数据别离分时压入两个暂存器中，等待运算部件的加工，在数据加工完成以后。运算结