硬布线控制器设计与调试实战：从原理到实践

"设计与调试任务-布线设计调试" 本次设计与调试任务主要围绕硬布线控制器在模型计算机中的应用展开，旨在让学生深入理解计算机组成原理和系统结构，特别是硬布线控制器的工作原理。实验过程中，学生需要利用ISP（在系统编程）技术进行设计、调试，以及使用集成开发软件，如ISPEXPERT，进行编程和下载操作。 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、若干集成电路，其中关键的一片是ISPLS1032 ISP芯片。通过这些设备，学生可以实现硬件设计和组装。 设计与调试的任务分为以下几个步骤： 1. 设计硬布线控制器：基于给定的数据格式和指令系统，学生需在指定器件范围内设计一个硬布线控制器控制的模型计算机。这需要考虑指令系统，如本例中的12条机器指令，但实际操作中可能简化为9条指令。 2. 组装与调试：根据设计图纸，在通用实验台上进行硬件组装，或者对已有微程序控制方案的模型机进行改装。组装完成后，进行调试以确保模型计算机的正常运行。 3. 整理文档：在组装调试成功后，整理设计图纸和其他相关文件，如总框图、逻辑模块图、ABEL语言源程序、控制流程图、模拟向量测试方程、元件排列图、设计说明书和调试小结。 在设计过程中，硬布线控制器的结构方框图是关键，它通常包含指令解码、时序控制、状态机等部分，用于生成控制信号。指令格式在此任务中扮演重要角色，例如，ADD、SUB、MUL、AND、STORE、LOAD和UNCONDITIONAL JUMP指令的定义，它们分别对应不同的操作，如加法、减法、乘法、逻辑与、存储、加载和无条件跳转。 通过这个任务，学生不仅可以掌握计算机硬件设计的基本技能，还能了解到ISP技术的优势，如快速修改和更新设计，以及如何在实践中应用这些技术。此外，此任务还强调了独立研究和工程实践的重要性，有助于提升学生的综合素质和解决问题的能力。