八位微程序计算机设计：实验指标与原理详解

计算机组成实验设计是一项旨在深入理解计算机内部构造和工作原理的课程设计项目，由唐都仪器提供支持，目标是在一个八位字长的框架下，利用微程序控制器进行模型计算机的设计。该实验设计具有以下关键要素： 1. **硬件基础**: - 实验平台基于CM++实验仪，配合集成电路芯片和排线构建硬件环境。 - 字长为八位，时钟源频率设定为MF=QB=1us，强调了速度和精度的重要性。 2. **指令系统**: - 指令系统至少包含14条，分为四类：算术逻辑指令（7条）、访问内存和程序控制指令（4条）、输入输出指令（2条）以及其他特殊指令（1条）。这涵盖了基本的运算、数据传输和控制功能。 3. **数据格式与指令结构**: - 数据采用定点补码表示，8位存储，包括符号位和数值部分。指令格式明确，如算术逻辑指令有固定的结构，OP-CODE表示操作码，Rs和Rd分别指明源和目的寄存器。 4. **微程序设计**: - 要设计微程序控制器的逻辑原理电路图，实现对指令执行的控制，以及微地址转移逻辑电路图，确保程序的流程控制。 5. **实验目的与任务**: - 实验的主要目的是帮助学生理解计算机组成原理，并通过设计过程提升科研技能和独立工作能力。具体任务包括设计完整的模型计算机，编写微程序流程图和设计说明书。 6. **设计指标**: - 设计的模型计算机在性能上要求内存容量至少28个单元，以满足数据处理的需求。 7. **实验类型**: - 本实验属于设计性实验，强调理论与实践的结合，要求学生不仅要有理论知识，还要能将这些知识转化为实际的计算机系统设计。 通过这个计算机组成实验设计，学生将深入掌握微程序控制、指令集设计、数据结构以及计算机硬件与软件交互的核心概念，同时锻炼实际操作能力和解决问题的能力。整个项目以八位模型计算机的构建为主线，展示了计算机系统从底层原理到应用层面的整合过程。