《計算機組成原理》課程設(shè)計指導(dǎo)書

1、計算機組成原理課程設(shè)計指導(dǎo)書專業(yè)： 計算機科學(xué)與技術(shù)指導(dǎo)教師 ： XXX計算機科學(xué)與技術(shù)系2010年5月1日一課程設(shè)計的目的、任務(wù)與要求通過該課程設(shè)計的學(xué)習(xí)，利用先進的EDA設(shè)計手段， 總結(jié)計算機組成原理課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容，學(xué)會 QuartusII的使用、層次化設(shè)計方法、多路開關(guān)，邏輯運算部件，移位器設(shè)計、微程序控制的運算器設(shè)計、微程序控制的存儲器設(shè)計、簡單計算機的設(shè)計，從而鞏固課堂知識、深化學(xué)習(xí)內(nèi)容、完成教學(xué)大綱要求，學(xué)好計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課。每個同學(xué)必須將自己做的內(nèi)容以PPT的方式進行講解，同時提交一份紙質(zhì)的實驗報告和電子文檔。二選題的原則及題目難度、深度、廣度分析首先設(shè)計幾個必做

2、的項目，項目難度比較低，讓大部分同學(xué)都可以完成，其目的主要是考核學(xué)生的自學(xué)能力和表達(dá)能力，以及將理論應(yīng)用于實踐的能力。另外再設(shè)計一些綜合性比較強的項目，各個項目的難易程度相接近，對于難度較小的項目或難度較大的項目，在最后評定成績時要給出相應(yīng)的難度系數(shù)，在做綜合實驗時要鼓勵學(xué)生有創(chuàng)新，對于創(chuàng)新比較強的學(xué)生可以給予適當(dāng)?shù)募臃?。三課程設(shè)計內(nèi)容實驗環(huán)境： TD CMA和微機各 1 臺序號實驗項目實驗內(nèi)容要求性質(zhì)名稱1QuartusII在本次實驗中， 學(xué)會 QuartusII軟件的使用， 然后必做驗證的使用利用此系統(tǒng)完成：1) 一位全加器設(shè)計2) 并行八位寄存器設(shè)計。下載到實驗箱上，在實驗箱上驗證。2層

3、次化設(shè)計在本次實驗中，學(xué)會層次化設(shè)計方法，利用該方法必做設(shè)計方法完成：1)同步二進制計數(shù)器2)多位二進制加法器下載到實驗箱上，在實驗箱上驗證。3多路開關(guān)，在本次實驗中，完成多路開關(guān)、邏輯運算部件，移必做設(shè)計邏輯運算部位器設(shè)計為下面的運算器、存儲器設(shè)計做好準(zhǔn)備。件，移位器設(shè)計14復(fù)雜模型機利用 TD-CMA平臺，設(shè)計一套完整的指令系統(tǒng)，并選做設(shè)計設(shè)計下載到實驗平臺進行驗證。5微程序控制利用 TD CMA平臺，設(shè)計一個微程序控制器，并進選做設(shè)計器設(shè)計行驗證。6簡單計算機按要求設(shè)計一臺由簡單指令作為指令集的計算機，選做設(shè)計的設(shè)計并用該簡單指令編寫一段程序，運行該程序，得出正確結(jié)果。7補碼除法器請給出

4、此除法器的VHDL 功能描述，將其作為選做設(shè)計設(shè)計QuartusII 的輸入文件，由 QuartusII進行綜合和模擬，自己設(shè)計測試向量波形，并通過分析模擬結(jié)果驗證設(shè)計的正確性。8ALU設(shè)計請給出 ALU的 VHDL功能描述。 將其作為 QuartusII選做設(shè)計的輸入文件，由 QuartusII 進行綜合和模擬，自己設(shè)計測試向量波形，并通過分析模擬結(jié)果驗證設(shè)計的正確性。9補碼乘法器請給出此乘法器的VHDL 功能描述，將其作為選做設(shè)計設(shè)計或原碼QuartusII 的輸入文件，由 QuartusII進行綜合和乘法器設(shè)計模擬，自己設(shè)計測試向量波形，并通過分析模擬結(jié)果驗證設(shè)計的正確性。10雙端口存儲

5、請給出此存儲器的VHDL 功能描述，將其作為選做設(shè)計器的設(shè)計或QuartusII 的輸入文件， 并 對存儲器的內(nèi)容進行初先進先出存始化，由 QuartusII進行綜合和模擬，自己設(shè)計測儲器的設(shè)計試向量波形，并通過分析模擬結(jié)果驗證設(shè)計的正確性。11帶中斷接口利用 TDCMA實驗儀進行設(shè)計一個帶有中斷處理能選做設(shè)計的模型機的力的模型機，請設(shè)計一兩個自已的指令，并進行測設(shè)計試。12帶 DMA接口利用 TD CMA實驗儀進行設(shè)計一個帶有DMA處理能選做設(shè)計的模型機的力的模型機，請設(shè)計一兩個自已的指令，并進行測設(shè)計試。13Cache 控制利用 TD CMA 實驗儀設(shè)計一個實現(xiàn)直接映射的選做設(shè)計器的設(shè)計C

6、ache 控制器14時序發(fā)生器利用 TD CMA實驗儀設(shè)計一個時序發(fā)生器。選做設(shè)計的設(shè)計四課程設(shè)計時間進程表時間：第 20 周講授： 3 課時答疑及設(shè)計：15 課時2上機調(diào)試： 4 課時答辯： 8 課時五課程設(shè)計成績的評定方法及評分標(biāo)準(zhǔn)1. QuartusII的使用在本次實驗中，學(xué)會QuartusII軟件的使用，然后利用此系統(tǒng)完成：1) 一位全加器設(shè)計2) 并行八位寄存器設(shè)計下載到實驗箱上，在實驗箱上驗證。評分細(xì)則：參加實驗：0.2分完成實驗報告：0.2分完成一位全加器設(shè)計：0.3分完成八位并行寄存器設(shè)計： 0.3分2. 層次化設(shè)計方法在本次實驗中，學(xué)會層次化設(shè)計方法，利用該方法完成：1) 同

7、步二進制計數(shù)器2) 多位二進制加法器下載到實驗箱上，在實驗箱上驗證評分細(xì)則：參加實驗：0.2分完成實驗報告：0.2分完成同步二進制計數(shù)器0.3分完成多位二進制加法器0.3分3 多路開關(guān)，邏輯運算部件，移位器設(shè)計在本次實驗中，學(xué)會層次化設(shè)計方法，利用該方法完成：1) 多路開關(guān)2) 邏輯運算部件3) 移位器設(shè)計評分細(xì)則：參加實驗：0.2分完成實驗報告：0.2分完成多路開關(guān)0.2分完成邏輯運算部件0.2分完成移位器設(shè)計0.2分4. 復(fù)雜模型機設(shè)計3利用 TD-CMA平臺，設(shè)計一套完整的指令系統(tǒng)，并下載到實驗平臺進行驗證。評分細(xì)則：參加實驗：0.3分完成實驗報告：0.3分完成所要求的復(fù)雜模型機設(shè)計0.

8、45分正確進行操作并回答問題0.45分5. 微程序控制器設(shè)計設(shè)計一個微程序控制器，并能在TD CMA平臺上進行驗證。評分細(xì)則：參加實驗：0.3分完成實驗報告：0.3分完成所要求的運算器設(shè)計0.45分正確進行操作并回答問題0.45分6. 簡單計算機的設(shè)計按按要求設(shè)計一個簡單模型機，并下載到實驗平臺進行驗證。評分細(xì)則：參加實驗：0.3分完成實驗報告：0.3分完成所要求的存儲器設(shè)計0.45分正確進行操作并回答問題0.45分7. 簡單計算機的設(shè)計按要求設(shè)計一臺由簡單指令作為指令集的計算機，并用該簡單指令編寫一段程序，運行該程序，得出正確結(jié)果。評分細(xì)則：參加實驗：0.3分完成實驗報告：0.3分完成所要求

9、的簡單計算機設(shè)計0.45分正確進行操作并回答問題0.45分8.補碼除法器設(shè)計請給出此除法器的VHDL功能描述， 將其作為QuartusII的輸入文件， 由 QuartusII進行綜合和模擬，自己設(shè)計測試向量波形，并通過分析模擬結(jié)果驗證設(shè)計的正確性。評分細(xì)則：參加實驗：0.3分完成實驗報告：0.3分完成所要求的除法器設(shè)計0.45分正確進行操作并回答問題0.45分9. ALU 設(shè)計請給出 ALU的 VHDL功能描述。 將其作為QuartusII的輸入文件， 由 QuartusII進行綜合和4模擬，自己設(shè)計測試向量波形，并通過分析模擬結(jié)果驗證設(shè)計的正確性。評分細(xì)則：參加實驗：0.3分完成實驗報告：0

10、.3分完成所要求的ALU設(shè)計0.45分正確進行操作并回答問題0.45分10. 雙端口存儲器的設(shè)計或先進先出存儲器的設(shè)計評分細(xì)則：參加實驗：0.3分完成實驗報告：0.3分完成所要求的存儲器設(shè)計0.45分正確進行操作并回答問題0.45分11. 帶中斷接口的模型機的設(shè)計評分細(xì)則：參加實驗：0.3分完成實驗報告：0.3分完成所要求的帶中斷接口的模型機設(shè)計0.45 分正確進行操作并回答問題0.45分12. 帶 DMA接口的模型機的設(shè)計評分細(xì)則：參加實驗：0.3分完成實驗報告：0.3分完成所要求的帶DMA接口的模型機設(shè)計0.45 分正確進行操作并回答問題0.45 分13 Cache 控制器的設(shè)計評分細(xì)則：

11、參加實驗：0.3分完成實驗報告：0.3分完成所要求的Cache 控制器設(shè)計0.45分正確進行操作并回答問題0.45分14. 時序發(fā)生器的設(shè)計評分細(xì)則：參加實驗：0.3分完成實驗報告：0.3分完成所要求的時序發(fā)生器設(shè)計0.45分正確進行操作并回答問題0.45分其中任務(wù)1 3 是必做的項目， 必做項目占整個課程設(shè)計成績的40%，任務(wù) 4 14 為選做項5目，選做項目占整個課程設(shè)計的60%。實驗結(jié)束由實驗指導(dǎo)教師根據(jù)實驗記錄，算出成績。六考核標(biāo)準(zhǔn)課程設(shè)計的成績分為：優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格五個等級。優(yōu)秀：完成必做和選做的題目，在前人的基礎(chǔ)上有所創(chuàng)新，能講清原理，表達(dá)清晰，調(diào)試成功，文檔規(guī)范齊全。良好：完成必做和選做的題目，能理解