计算机组成原理课程设计指南

“计算机组成原理课程设计，硬布线控制器设计与调试，北邮课程参考，实验设备包括TEC-5实验系统，双踪示波器等，涉及ISP技术。” 计算机组成原理是计算机科学与技术领域的重要课程，它深入探讨了计算机硬件系统的各个组成部分及其工作原理。本次课程设计的目标是让学生通过实际操作，理解和掌握计算机系统的核心概念，尤其是硬布线控制器的设计和调试过程。设计任务主要包括根据给定的数据格式和指令系统设计一台硬布线控制器控制的模型计算机，并利用ISP（在系统编程）技术进行设计和调试。 硬布线控制器是一种不依赖于微程序的控制器，它的逻辑功能直接由逻辑门电路实现，因此响应速度较快。在设计过程中，学生需要考虑如何将指令集转换为具体的控制信号序列，绘制硬布线控制器的逻辑模块图，以及相应的控制流程图。此外，还需使用VHDL等硬件描述语言编写源程序，以便在实验设备上实现和验证设计。 课程设计的时间安排非常紧凑，学生需在指定时间内进入实验室，完成分组并确定实验设备。实验室开放时间覆盖了早上、下午和晚上，以确保学生有充足的时间进行设计和调试工作。同时，班长需提前提交分组名单，确保每个小组至少有一名成员熟悉实验设备的分配。 实验设备包括TEC-5计算机组成原理实验系统，这是一种专门用于计算机组成原理教学的实验平台，支持学生进行实际的硬件组装和调试。此外，还有双踪示波器用于观察电信号的变化，直流万用表用于测量电气参数，逻辑测试笔则用于检查逻辑电平，以及若干集成电路，包括ISP芯片ISPLS1032，它允许在系统中进行编程，简化了设计流程。 设计与调试任务不仅限于硬件组装，还包括文档整理，如总框图、逻辑模块图、VHDL源代码、控制流程图、模拟向量测试方程、元件排列图和设计说明书等。这要求学生不仅要有扎实的理论基础，还需要具备良好的文档撰写和组织能力。 课程设计中使用的机器指令系统与教学实验用模型计算机相同，这意味着学生需要熟悉已有的指令集，并基于这些指令来构建控制器。通过这种方式，学生能够深入了解计算机指令如何影响硬件行为，从而深化对计算机系统整体工作原理的理解。 总结来说，这个计算机组成原理课程设计是一次全面而实践性强的学习体验，旨在提升学生的工程设计能力，使他们能够将理论知识应用于实际问题解决，熟悉现代计算机硬件设计流程，特别是硬布线控制器的设计和调试，以及ISP技术的应用。通过这样的实践，学生将具备独立进行科学研究和工程设计的能力。