COP2000模型机微程序设计：吴育清的计算机组成原理课设

"这篇文档是关于计算机科学与技术专业的一份组成原理课设报告，由吴育清同学完成。报告详细介绍了设计的目的、任务、所使用的设备和软件，以及具体的设计内容和步骤。设计目标是为COP2000实验仪添加乘法和除法运算功能，通过设计新的指令系统和微程序来实现这一目标。" 在这个计算机组成原理的课程设计中，主要涉及以下几个关键知识点： 1. **微程序设计控制器**：微程序设计是构建复杂控制器的一种方法，通过预定义的微指令集来实现各种机器指令的操作。微程序存储在微程序存储器（uM）中，微程序计数器（uPC）用于跟踪当前执行的微指令地址。 2. **指令系统与硬件结构的关系**：指令系统是计算机硬件能够理解和执行的命令集，其设计直接影响硬件的架构。在COP2000模型机中，指令码的低两位用于选择寄存器，而指令码本身作为微地址来寻址微程序存储器。 3. **COP2000模型机**：这是一个8位计算机模型，包含标准CPU的所有组件，如ALU、累加器、工作寄存器等，并采用CPLD实现部分电路。它支持8位数据总线和地址总线，但其工作原理类似于16位机。指令码为8位，可以根据指令类型有0到2个操作数。 4. **状态周期与时钟脉冲**：模型机的指令执行分为状态周期，每个状态周期对应一个时钟脉冲，每个状态周期会产生不同的控制逻辑。例如，一条指令可能需要四个状态周期来完全执行。 5. **新增运算功能**：课程设计的主要任务是扩展模型机的功能，添加乘法和除法运算。这需要设计新的指令，编写对应的微程序，并通过验证程序来确保新功能的正确性。 6. **开发环境**：设计过程中使用了COP2000实验仪硬件和配套的仿真软件，提供了实际操作和验证设计的平台。 7. **技能培养**：通过这样的课程设计，学生可以提升综合实践能力，深化对计算机组成原理的理解，以及独立分析和解决问题的能力。 这份课程设计报告全面地展示了从理论到实践的计算机系统设计过程，强调了指令系统、微程序控制和计算机硬件之间的紧密联系。通过这样的实践项目，学生可以更直观地理解计算机的工作原理。