硬布线控制器设计与调试：TEC-4实验台ispLSI1032实现

"白中英_课程设计_硬布线控制器设计与调试" 硬布线控制器是计算机硬件设计中的一个重要组成部分，特别是在早期计算机系统中，它负责产生特定的时序控制信号来协调CPU的各个部分。硬布线控制器的设计基于固定的逻辑电路，一旦构建完成，其功能无法轻易更改，除非进行物理上的重新设计和布线。这种控制器在早期因其高效的速度和简洁的设计而受到青睐，但其灵活性不足，难以适应指令集的扩展。 课程设计的目标是利用ispLSI1032芯片设计一个硬布线控制器，该控制器需要能够执行五条控制台指令（PR、KRD、KWE、KLD、KRR）以及九条机器指令（ADD、SUB、MUL、AND、STA、LDA、JMP、JC、STP）。ispLSI1032是一款可编程逻辑器件，适合用于实现复杂的逻辑控制功能。 设计硬布线控制器的过程涉及到计算机组成原理和计算机系统结构的知识融合，包括理解指令执行流程、微操作序列、时序信号的生成等。同时，实验者需要掌握使用集成开发软件IspExpert进行设计和模拟调试，这是现代VLSI设计中常见的工具，它提供了比传统开发技术更高效、更灵活的方法。 在实验中，学生需要使用TEC-4计算机组成原理实验系统，配合双踪示波器、逻辑测试笔等设备来观察和验证控制器的工作状态。实验设备还包括ispLSI1032芯片及其下载插座，以及Lattice公司的IspExpert软件，用于将设计的逻辑电路下载到硬件中。 实验的目的是锻炼学生的独立科研能力和实际操作经验，通过对硬布线控制器的设计和调试，深入理解计算机系统各模块的运作原理和它们之间的相互作用。时序信号发生器提供了必要的时钟信号，如MF、T1、T2、T3、T4、W1、W2、W3、W4，这些信号对于控制器的正确操作至关重要。 此外，实验还涉及到了单拍工作模式和单步调试模式，当DP为1时，计算机进入单拍模式，每次按下QD按钮，会发送一组时序信号；而当DB为1时，计算机则进入单步模式，同样按QD，不仅发送节拍信号，还会在遇到特定指令如TJ时，停止执行，便于调试。 通过这样的课程设计，学生不仅能学习到硬布线控制器的构造和调试方法，还能体验到现代VLSI设计流程，为未来在计算机硬件领域的工作打下坚实基础。