FD-CES实验仪下简单计算机指令设计与实现

本篇文档是关于山东建筑大学计算机科学与技术学院的一门课程设计——"简单实验计算机的设计（一）"。该课程旨在让学生在掌握了计算机组成原理和系统结构的基础知识后，通过实践来深化理解硬件结构和系统软件的工作原理。设计中使用的实验平台是FD-CES实验仪，主要涉及的关键模块包括运算器、寄存器、指令部件、内存、总线缓冲、微程序控制以及启停和时序模块。 设计的核心内容包括六个指令的实现，如 MOV A, #DATA（将立即数#DATA传送到寄存器A）、MOV Ri, A（将寄存器A的值存入Ri寄存器）等。设计采用了单累加器多寄存器结构，支持多种寻址方式，如直接地址、立即数、寄存器直接和寄存器间接寻址。此外，设计过程还包括微程序的设计和调试，以及程序验证，确保指令的正确执行。 设计的步骤具体如下： 1. 运算器和寄存器模块的硬件设计，明确其工作原理和接口； 2. 指令部件模块负责指令解析，确定操作数寻址方式和对应的编码； 3. 微程序控制模块设计微指令格式，用于实现指令的精确执行； 4. 利用PLD（可编程逻辑器件）进行实验接线表的制作，实现微程序的硬件实现； 5. 指令编码和微程序设计，形成指令的完整执行路径； 6. 通过FD-CES实验仪进行程序调试，验证指令的正确性和系统性能。 设计工作计划安排了详细的时程，如使用调试工具4学时，设计语言ABL-HDL占12学时，实验仪器操作10学时，指令与微程序设计20学时，撰写课程设计说明书则占据了大部分时间，共计14学时。考核方面，除了常规的考勤占20%，课程设计说明书和成果演示分别占比50%和30%。 通过这个课程设计，学生不仅能够提升理论知识的应用能力，还能锻炼实际操作技能，加深对计算机硬件系统的理解，为后续的专业发展打下坚实基础。