計算機組成原理課程設(shè)計講稿

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1、,*,單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,計算機組成原理課程設(shè)計,課程設(shè)計流程,一、計算機硬件電路設(shè)計,二、軟件設(shè)計,三、調(diào)試,四、驗收,五、寫課程設(shè)計報告,一、計算機硬件電路設(shè)計（,1,）,FD-CES,基本部件,運算器模塊,寄存器堆模塊,指令部件模塊,內(nèi)存模塊,總線模塊,微程序控制模塊,啟停和時序模塊,控制臺控制模塊,一、計算機硬件電路設(shè)計（,2,）,PLD,實驗板,PLD,實驗板的中間是一塊,Lattice,公司的,ispLSI2096APLD,。,PLD,實驗板的右上方有一片,2K8bit,的,E,2,PROM,電路,ATMEL24C16

2、,，它具有加電后在線隨機讀寫、掉電后信息保存等優(yōu)點，可作為實驗計算機的外存，用于保存內(nèi)存中的程序代碼和控存中的微程序代碼。,PLD,實驗板的左下方有一個用于連接,PC,機并行口的,8,芯針插，通過它可將,PC,機編譯生成的擴展名為,JED,的文件下載到,ispLSI2096A,。,PLD,實驗板上方有兩個,40,芯針插和一個,50,芯針插（簡稱為上左、上中、上右），這三個插頭的信號分布分別對應(yīng)主板下方的三個插座。,一、計算機硬件電路設(shè)計（,3,）,PLD,實驗板下方有一個,20,芯針插和一個,50,芯針插（簡稱為下左、下右），這兩個插頭的信號分布分別對應(yīng)主板下方的兩個插座。,上左、上中、上右、

3、下左、下右這五個插頭所含信號見圖,1-28,。用,PLD,實驗板進行課程設(shè)計時，必須將上左、上中、上右、下左三個插頭分別與主板相應(yīng)插座連接好，并且將,SW/USER,開關(guān)撥到,SW,位置，下右不用插，它是作單獨的步件實驗準備的。,一、計算機硬件電路設(shè)計（,4,）,一、計算機硬件電路設(shè)計（,5,）,圖,1-29,是,ispLSI2096A,的引腳分布以及它在,FD-CES,實驗儀中的連接使用情況，可以看出它們有些引腳只有一種用途，如第,32,腳（,I/O 11,），它和實驗儀連接使用為,CPU,提供內(nèi)存控制信號,WC,。有些引腳有多種用途，如第,96,腳（,I/O 59,），它和實驗儀連接用作顯

4、示燈,L3,的信號線或微指令寄存器的一組輸出信號線,M22,。所以在作課程設(shè)計時，必須將,PC,機編譯生成的擴展名為,JED,的文件下載到,ispLSI2096A,，這個文件就是對,ispLSI2096A,各引腳的定義以及本章中各部件的信號定義，并且包含了它們的連接。,一、計算機硬件電路設(shè)計（,6,）,一、計算機硬件電路設(shè)計（,7,）,可編程邏輯器件,PLD,的使用,可編程邏輯器件設(shè)計語言,ABEL,簡介,開發(fā)使用,PLD,系統(tǒng)時，應(yīng)使用語言或邏輯圖來描述該,PLD,的功能，并通過編譯、連接、適配，產(chǎn)生可對芯片進行編程的目標文件（該文件一般采用熔絲圖格式，如標準的,JED,文件），然后下載到芯

5、片中。,常用的可編程邏輯器件設(shè)計語言為,ABEL-HDL,（,ABEL,硬件描述語言），它是,DATA I/O,開發(fā)的一種可編程邏輯器件設(shè)計語言，它支持絕大多數(shù)可編程邏輯器件。,其他硬件描述語言有,VHDL,、,Verilog,。,一、計算機硬件電路設(shè)計（,8,）,ABEL-HDL,語言的基本結(jié)構(gòu),ABEL-HDL,語言源文件由一個或多個相互獨立的模塊組成，每個模塊包含了一個完整的邏輯描述。源文件中的所有模塊都可以被,ABEL-HDL,軟件同時處理。,ABEL-HDL,語言源文件舉例如下,文件名為,F456.ABL,、模塊名為,M456,、標題名為,T456,。,標頭段,MODULE M456

6、,TITLE T456,定義段,IAB10 PIN 45;,IAB9PIN 44;,IAB8PIN 43;,IAB7 PIN 42;,IAB6 PIN 41;,邏輯描述段,EQUATIONS,IAB7=IAB9,IAB6=IAB9$IAB8;,結(jié)束段,END,一、計算機硬件電路設(shè)計（,9,）,ISP,Synario,System,簡介,ISP,Synario,System,是一個集成環(huán)境，可使用,ABEL-HDL,語言編輯、編譯及產(chǎn)生,JED,文件。這個軟件的文件組織方法是：首先建立一個工程文件（擴展名為,SYN,），然后在工程文件中建立一個或多個邏輯功能描述源文件（擴展名為,ABL,），在源

7、文件中又包含一個或多個模塊。在下面的步驟中，建立了一個工程文件（,456.SYN,）,其中包含一個邏輯功能描述源文件（,F456.ABL,），在源文件,F456.ABL,中包含一個模塊（,M456,）。最后經(jīng)編譯后產(chǎn)生的擴展名為,JED,文件為,456.JED,，和工程文件名相同。步驟如下：,在使用該軟件之前，,PLD,板上的串口線接到微機的串口，一般為,COM1,。,PLD,板上的四個插座和,FD-CES,實驗儀上對應(yīng)的四個扁平電纜正確連接。,PLD,板上的并口線接到微機的并口 將,FD-CES,實驗儀上的,SW/USER,開關(guān)撥到,SW,位置 將,FD-CES,實驗儀上的,KAL/KAH,

8、、,KBL/KBH,、,KCL/KCH,開關(guān)分別撥到右、左、左位置，,KRL/KRH,開關(guān)撥到,“,上面,”,位置 打開,FD-CES,實驗儀電源。,一、計算機硬件電路設(shè)計（,10,）,1.,找到桌面上的圖標,ISP,Synario,，雙擊啟動，見圖,2-1,。,一、計算機硬件電路設(shè)計（,11,）,2.FileNew Project,出現(xiàn)圖,2-2,，選擇文件夾，輸入工程名，創(chuàng)建新工程。,一、計算機硬件電路設(shè)計（,12,）,3.,在圖,2-3,中雙擊,Virtual Device,選擇可編程芯片。,一、計算機硬件電路設(shè)計（,13,）,4.,選擇,ISP,Synario,Device list,

9、在下面的列表中選擇,ispLSI,2096-80 TQFP128,。,一、計算機硬件電路設(shè)計（,14,）,5.,SourceNew,創(chuàng)建,ABEL,源文件，在圖,2-5,中選擇第二項建立,ABEL,模塊。,一、計算機硬件電路設(shè)計（,15,）,6.,輸入模塊名、文件名和標題。,一、計算機硬件電路設(shè)計（,16,）,7.,輸入并保存文件，見圖,2-7,。,一、計算機硬件電路設(shè)計（,17,）,8.,按圖,2-7,選擇，單擊,Start,按鈕對源文件進行編譯，產(chǎn)生,JED,文件，圖,2-9,是正在編譯。,一、計算機硬件電路設(shè)計（,18,）,9.,圖,2-10,是編譯完成后的窗口，對號表示無錯誤，按扭,L

10、og,可以看編譯結(jié)果，見圖,2-11,。,一、計算機硬件電路設(shè)計（,19,）,一、計算機硬件電路設(shè)計（,20,）,總結(jié)：,熟悉電路，設(shè)計連線。,創(chuàng)建工程文件：,filename.syn,創(chuàng)建描述文件：,filename.abl,生成下載文件：,filename.jed,實驗箱和主機相連的串口線用來下載程序和微程序,.,PLD,板和主機相連的并口線用來下載硬件電路文件,(.JED),一、計算機硬件電路設(shè)計（,21,）,下載軟件簡介,編譯后要將生成的擴展名為,JED,的文件下載到實驗板（,PLD,板）上的,2096A,，,LATTICE,公司提供了下載軟件，下面是下載步驟。,1,首先將,PLD,板

11、上的并口線接到微機的并口上，然后找到桌面上的圖標,WDOWNLD,，啟動該軟件，出現(xiàn)圖,2-12,的窗口。,一、計算機硬件電路設(shè)計（,22,）,一、計算機硬件電路設(shè)計（,23,）,2.,選擇,FileNewOptionISP,Chain,InterfacePlease,select the default2096A,，見圖,2-13,。,一、計算機硬件電路設(shè)計（,24,）,3.,單擊確定后出現(xiàn)窗口圖,2-14,。選擇,Browse,，找到要下載的,JED,文件，單擊常用工具欄的下載圖標（從左數(shù)第,8,個）即可。,二、軟件設(shè)計,(1),FD-CES,系統(tǒng)軟件的使用,FD-CES,系統(tǒng)軟件是為,F

12、D-CES,實驗儀與微機相連以構(gòu)成高層次實驗系統(tǒng)所使用的配套軟件，它提供編輯、匯編、反匯編、文件傳送及調(diào)試等功能。,在這個系統(tǒng)中，共使用,4,種文件，它們的功能簡介如下：,FILENAME.ASM,匯編語言源程序，用于聯(lián)機調(diào)試的程序，由用戶自己編寫，經(jīng)過匯編后生成,FILENAME.OBJ,就可以下載到,PLD,板的內(nèi)存使用了。,FILENAME,是文件名。,INS.DEF,指令定義文件，它是匯編指令和機器碼的對照表，在對,FILENAME.ASM,進行匯編時使用。,FILENAME.MID,微程序文件，它對指令系統(tǒng)中的每條匯編指令進行微指令定義，用于對匯編指令進行解釋，發(fā)出微操作，執(zhí)行匯編指

13、令，這個文件經(jīng)編譯后生成,FILENAME.DAT,文件，下載到,PLD,板的控存使用。,BIT.DEF,微指令每位的定義，和,FILENAME.MID,配合使用，共,24,位。,二、軟件設(shè)計,(2),*,.ASM,INS.DEF,*.MID,BIT.DEF,二、軟件設(shè)計,(3),二、軟件設(shè)計,(4),在使用該軟件之前，實驗箱上的串口線接到微機的串口，一般為,COM1,。,PLD,板上的四個插座和,FD-CES,實驗儀上對應(yīng)的四個扁平電纜正確連接。,PLD,板上的并口線接到微機的并口 將,FD-CES,實驗儀上的,SW/USER,開關(guān)撥到,SW,位置 將,FD-CES,實驗儀上的,KAL/KA

14、H,、,KBL/KBH,、,KCL/KCH,開關(guān)分別撥到右、左、左位置，,KRL/KRH,開關(guān)撥到“上面”位置 打開,FD-CES,實驗儀電源。,FD-CES,系統(tǒng)軟件的使用步驟如下：,1.,找到桌面上的圖標,FDCES,，啟動，見圖,3-1,。,二、軟件設(shè)計,(5),FD-CES Assembler,用于對匯編源程序和微程序進行編輯、匯編，最后生成,FILENAME.OBJ,和,FILENAME.DAT,。,FD-CES Debugger,是將,FD-CES Assembler,最后生成,FILENAME.OBJ,和,FILENAME.DAT,，下載到,PLD,板聯(lián)機調(diào)試。,2,選擇,FD-

15、CES Assembler,后出現(xiàn)圖,3-2,。,二、軟件設(shè)計,(6),3.,選擇,FileNew,建立新文件，見圖,3-3,。,4.,編輯匯編源程序，保存，見圖,3-4,。,二、軟件設(shè)計,(7),5,選擇,Assemble,DisAssemble,中的,Assemble,對匯編源程序進行匯編，圖,3-5,是匯編正確的情況。,二、軟件設(shè)計,(8),6,編輯并保存,INS.DEF,文件，見圖,3-6,，這個文件不用匯編。,二、軟件設(shè)計,(9),7,編輯并保存微程序文件，見圖,3-7,。,8.,對微程序文件進行編譯，選擇,Assemble,DisAssemble,中的,Gen,，產(chǎn)生擴展名為,DA

16、T,的文件，見圖,3-8,。,二、軟件設(shè)計,(10),9,編輯并保存,BIT.DEF,文件，見圖,3-9,，這個文件不用編譯。,10,選擇,FD-CES Debugger,后見圖,3-10,，選擇串行口，一般為,Com1,二、軟件設(shè)計,(11),11,單擊確定后見圖,3-11,。,12,選擇,Structure,中的,Structure4,，見圖,3-12,。,二、軟件設(shè)計,(12),13,選擇,LoadProgram,，將目標文件下載到微機的內(nèi)存，用戶要選擇要下載的文件名，并在,Load at,中給出啟動地址（在此為,000,），在本步執(zhí)行前一定要將,FD-CES,實驗儀上的,M/CM,開關(guān)撥到,M,位置。見圖,3-13,。,二、軟件設(shè)計,(13),二、軟件設(shè)計,(14),圖,3-14,是一個提示，在本步執(zhí)行前一定要將,FD-CES,實驗儀上的,M/CM,開關(guān)撥到,M,位置。,圖,3-15,是傳送目標文件成功的對話框。,14,選擇,LoadMicro,Program,，將編譯后的微程序文件（擴展名為,DAT,）下載到微機的內(nèi)存，用戶要選擇要下載的文件名，在本步執(zhí)行前一定要將,FD-C