硬布线控制器设计与调试：计算机组成原理实践

"本次课程设计主要关注的是计算机组成原理中的硬布线控制器设计与调试，旨在让学生通过实际操作，深入理解计算机系统各模块的工作原理，尤其是硬布线控制器的功能和设计。课程要求学生运用ISP（在系统编程）技术进行设计和调试，并熟悉使用集成开发软件。实验设备包括TEC—4计算机组成原理实验系统、双踪示波器、直流万用表、逻辑测试笔等，以及ISP芯片ISPLS1032。设计任务包括制定数据格式、选择特定指令系统，设计并组装硬布线控制器，以及编写相关文档。在数据格式方面，采用12条机器指令的子集，保留9条，如加法、减法、乘法、逻辑与、存数、取数和无条件转移等基本指令。硬布线控制器的结构通过指令格式和逻辑模块图来表示，调试过程中需要制作模拟向量测试方程，确保控制器能正确执行给定的指令序列。" 在这次计算机组成原理的课程设计中，学生需要掌握的关键知识点包括： 1. 计算机系统结构：理解计算机各组成部分（如CPU、内存、输入/输出设备）的工作原理及其相互关系。 2. 硬布线控制器：硬布线控制器是一种不依赖于微程序的控制单元，其逻辑是固定的，通过电路直接实现指令的解码和控制信号的生成。 3. 指令系统：设计并理解12条机器指令的子集，包括数据处理指令（加法、减法、乘法、逻辑与）、存储访问指令（存数、取数）和控制流指令（无条件转移），这些指令构成了基本的指令集。 4. 数据格式：理解并设计指令的二进制表示，包括操作码、寄存器编号等字段，以实现指令的识别和执行。 5. ISP技术：学习如何使用在系统编程技术进行硬件设计和调试，了解ISPEXPERT等自动化设计软件的使用方法。 6. 逻辑设计：设计硬布线控制器的逻辑模块图，使用ABEL语言编写源程序，构建控制器的逻辑电路。 7. 实验室技能：掌握使用示波器、万用表、逻辑测试笔等工具进行硬件组装和调试的方法。 8. 设计与调试流程：按照总框图、逻辑模块图、ABEL源程序、控制流程图等逐步完成设计，同时进行模拟测试和实际组装，最后整理设计图纸和调试报告。 通过这次课程设计，学生不仅能提升理论知识的应用能力，还能增强实践操作技能，为今后的科研和工程工作打下坚实基础。