设计嵌入式CISC模型机：求5个负数平方和

"桂林电子科技大学计算机组成员进行的课程设计任务是设计一台嵌入式CISC模型计算机，该计算机需要能够接收并处理5个有符号整数，计算其中负数的平方和。设计中涉及了数据通路框图、操作控制器逻辑框图、指令系统、微程序流程、顶层电路图、汇编和机器语言源程序、功能仿真及故障分析等多方面内容。" 在此次计算机组成原理的课程设计中，学生们被要求设计一台特殊的CISC（复杂指令集计算）模型机。设计目标是创建一个能够连续接收5个用8位二进制补码表示的有符号整数（以十六进制输入）的系统，然后计算这些数中所有负数的平方和，并将结果显示出来。这个设计强调了符号标志位（SF）的使用，以及根据符号状态进行条件转移的指令，如JS（负时跳转）和JNS（非负时跳转）。 设计中包含了CISC模型机的数据通路框图，这是一个关键组件，它描绘了数据在计算机内部如何流动和处理。数据通路通常包括ALU（算术逻辑单元）、寄存器、内存接口、输入/输出接口等部分，它们协同工作来执行指令并传输数据。 操作控制器的逻辑框图则是另一重要部分，它描述了如何生成和控制执行各种指令所需的控制信号。控制器通过读取指令并解码来产生必要的时序信号，使得数据通路中的各部件按正确顺序动作。 此外，课程设计还包括了模型机的指令系统和指令格式。例如，设计中列出了如I/O指令（如OUT1）、自增指令（INC）、跳转指令（JL, JS, JMP）、比较指令（CMP）、移动指令（MOV）、测试指令（TEST）和相加指令等。这些指令构成了模型机的基本操作集，它们的格式和功能决定了计算机能执行的操作类型。 为了实现这些功能，学生们还需要编写汇编语言和机器语言源程序，这些程序将指导模型机如何接收输入、计算平方和并显示结果。同时，通过机器语言源程序的功能仿真波形图和结果分析，可以验证设计的正确性和功能的完备性。 最后，设计还涵盖了可能遇到的故障现象及其分析，这有助于学生理解和改进设计中的问题。整个课程设计过程中，学生不仅学习了计算机硬件的设计，也锻炼了编程和问题解决能力，深化了对计算机系统工作原理的理解。