"设计五段流水线CPU的简单计算机系统任务书"

课程设计题目是设计一个五段流水线CPU，并且设计一个简单的计算机系统。这个课程设计旨在通过使用FPGA和相关外围器件来实现五段流水线CPU，并要求能够支持自动和单步运行方式，并能够正确地执行指令系统。 计算机组成原理是计算机专业的核心基础课程，旨在培养学生现代计算机系统设计能力。课程设计的目标是通过综合利用理论知识和实验经验，设计出一台具有一定规模指令系统的简单计算机系统。这个系统在LOGISIM仿真平台和FPGA实验平台上能够正确运行，并通过检查程序结果的正确性来判断所设计计算机系统的正确性。 课程设计属于设计型实验，不仅锻炼学生设计计算机系统的能力，还通过底层电路的实现、故障分析与定位、系统调试等环节的锻炼，进一步提高学生分析和解决问题的能力。 在本次课程设计中，主要任务是设计一个五段流水线CPU。流水线是一种将计算机指令拆分成若干个阶段的技术，每个阶段都可以并行执行不同的指令，从而提高了计算机的运行效率。 设计五段流水线CPU需要考虑以下几个方面： 1. 流水线的设计结构：流水线一般分为取指、译码、执行、访存和写回五个阶段。每个阶段要设计对应的电路来完成相关的操作。 2. 控制信号的生成：根据指令的类型和当前阶段，需要生成对应的控制信号来控制数据的流动和操作的执行。 3. 冒险和前递等问题的处理：在流水线中，可能会出现数据冒险和控制冒险等问题，需要设计相应的机制来解决这些问题，如通过前递来解决数据冒险，通过插入气泡等方式来解决控制冒险。 4. 流水线的性能分析：需要对设计的流水线进行性能分析，包括吞吐量、延迟等指标的评估，以便进行优化和改进。 此外，课程设计还要求设计一个简单的计算机系统，并能正确地执行指令系统。这个计算机系统需要包括CPU、存储器、输入输出设备等基本组件，并能够通过SIM和FPGA实验平台进行仿真和实验。 综上所述，本次课程设计任务是设计一个五段流水线CPU和一个简单的计算机系统。这个任务将锻炼学生的计算机系统设计能力、分析和解决问题的能力，并通过实验平台验证设计的正确性。通过完成这个任务，学生将能够更好地理解和掌握计算机组成原理相关知识，并提高自己的实践能力。