微程序控制器的计算机系统设计与实现

"设计任务-中高层大气测风激光雷达数据采集系统" 这篇资料是关于一个计算机组成原理的课程设计项目，旨在让学生设计并实现一个基于微程序控制器的简单计算机系统。这个设计任务涵盖了计算机的核心组件和工作流程，以及如何通过FPGA和芯片实现特定功能。 设计目的主要包括： 1. 深化理解CPU的工作流程和冯诺依曼体系结构。 2. 设计并实现一套微程序来控制CPU的运行，执行简单的指令。 3. 提升设计能力和问题解决能力，通过实际操作主机系统和底层功能部件的设计、故障分析与定位、系统调试。 设计任务具体如下： 1. 设计CPU控制器，可以选择微程序控制器、硬布线控制器或者两者的结合方式。 2. 利用设计的CPU在实验台上进行完整实现，部分功能用FPGA实现，部分用芯片连接实现。 3. 支持多种运算和指令，包括基本的算术和逻辑运算，存储器读写，寄存器间数据传送，以及定点数溢出判断等10条以上指令。 4. 实现多种寻址方式，如立即数寻址、直接寻址、隐含寻址和间接寻址（寄存器寻址）。 5. 包含取指周期和一个或多个执行周期，每个周期包含多个节拍。 6. 推荐采用流水线方式以提高处理效率。 实验概述中，学生需要完成设计报告，包括设计题目、内容、要求、流程、成绩评定、报告要求、时间安排和参考文献。此外，还需进行需求分析、硬件和软件设计，选用合适的芯片，绘制硬件原理图，编写微程序，以及进行硬件连接、调试和测试。 整个设计过程包括了从理论到实践的转化，不仅锻炼了学生的理论知识应用，也提升了他们的实践技能，这在计算机科学与技术专业中是非常重要的一环。通过这样的课程设计，学生能够更好地理解计算机系统的复杂性和实际操作中的问题解决策略。