微程序控制器设计：五指令模型机与QuartusⅡ简介

"该资源是关于计算机组成原理与体系结构的实验设计，主要涉及基本模型机的构建，包括五条核心指令（IN、ADD、STA、OUT、JMP）的实现，以及微程序控制器的设计。实验旨在让学生深入理解计算机的工作原理，掌握微程序设计和LPM_ROM的配置。同时，介绍了QuartusⅡ这一FPGA/CPLD开发工具，强调其在硬件描述语言设计中的应用和功能，如分析/综合器、适配器、时序分析器等，并提及其在CPU设计中的重要性。" 本文主要涵盖了两大部分知识：计算机组成原理和QuartusⅡEDA工具的介绍。 首先，计算机组成原理部分重点在于基本模型机的设计与实现。实验的目的是让学生能够深入理解计算机的功能和组成，熟悉各类指令的执行流程，以及微程序控制器的设计。实验采用了五条基本指令，包括输入(IN)、二进制加法(ADD)、存数(STA)、输出(OUT)和无条件转移(JMP)。这些指令的格式采用了寄存器直接寻址方式，包含操作码(OP-CODE)和寄存器编号(rs和rd)。通过这个实验，学生将学会如何编写微程序，用以控制计算机的数据通路，实现从指令读取到执行结束的完整过程。 其次，QuartusⅡ是Altera公司的FPGA/CPLD开发集成环境，它支持VHDL和Verilog等设计语言，具有丰富的设计工具和模块化编译器。QuartusⅡ提供了包括分析/综合器、适配器、时序分析器在内的多种功能，便于设计者进行设计输入、处理和器件编程。此外，它还具有编辑配置的LPM库，包含各种常用的数字逻辑组件，如RAM、ROM、FIFO等，这些对CPU和其他复杂系统的构建至关重要。QuartusⅡ还具有错误定位器和RTLViewer，可以帮助用户快速定位和修复设计错误，并通过编程器将设计下载到硬件设备上。 总结来说，这篇资料是计算机科学教育中关于硬件设计和实现的重要参考资料，不仅讲解了计算机内部工作原理的基础知识，还介绍了现代数字系统设计中不可或缺的EDA工具QuartusⅡ，为学生提供了理论与实践相结合的学习体验。