計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)講稿

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1、,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì),課程設(shè)計(jì)流程,一、計(jì)算機(jī)硬件電路設(shè)計(jì),二、軟件設(shè)計(jì),三、調(diào)試,四、驗(yàn)收,五、寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告,一、計(jì)算機(jī)硬件電路設(shè)計(jì)（,1,）,FD-CES,基本部件,運(yùn)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(shí)序模塊,控制臺(tái)控制模塊,一、計(jì)算機(jī)硬件電路設(shè)計(jì)（,2,）,PLD,實(shí)驗(yàn)板,PLD,實(shí)驗(yàn)板的中間是一塊,Lattice,公司的,ispLSI2096APLD,。,PLD,實(shí)驗(yàn)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(jī)讀寫、掉電后信息保存等優(yōu)點(diǎn)，可作為實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)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(shí)驗(yàn)板的左下方有一個(gè)用于連接,PC,機(jī)并行口的,8,芯針插，通過(guò)它可將,PC,機(jī)編譯生成的擴(kuò)展名為,JED,的文件下載到,ispLSI2096A,。,PLD,實(shí)驗(yàn)板上方有兩個(gè),40,芯針插和一個(gè),50,芯針插（簡(jiǎn)稱為上左、上中、上右），這三個(gè)插頭的信號(hào)分布分別對(duì)應(yīng)主板下方的三個(gè)插座。,一、計(jì)算機(jī)硬件電路設(shè)計(jì)（,3,）,PLD,實(shí)驗(yàn)板下方有一個(gè),20,芯針插和一個(gè),50,芯針插（簡(jiǎn)稱為下左、下右），這兩個(gè)插頭的信號(hào)分布分別對(duì)應(yīng)主板下方的兩個(gè)插座。,上左、上中、上右、

3、下左、下右這五個(gè)插頭所含信號(hào)見(jiàn)圖,1-28,。用,PLD,實(shí)驗(yàn)板進(jìn)行課程設(shè)計(jì)時(shí)，必須將上左、上中、上右、下左三個(gè)插頭分別與主板相應(yīng)插座連接好，并且將,SW/USER,開(kāi)關(guān)撥到,SW,位置，下右不用插，它是作單獨(dú)的步件實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備的。,一、計(jì)算機(jī)硬件電路設(shè)計(jì)（,4,）,一、計(jì)算機(jī)硬件電路設(shè)計(jì)（,5,）,圖,1-29,是,ispLSI2096A,的引腳分布以及它在,FD-CES,實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)儀連接使用為,CPU,提供內(nèi)存控制信號(hào),WC,。有些引腳有多種用途，如第,96,腳（,I/O 59,），它和實(shí)驗(yàn)儀連接用作顯

4、示燈,L3,的信號(hào)線或微指令寄存器的一組輸出信號(hào)線,M22,。所以在作課程設(shè)計(jì)時(shí)，必須將,PC,機(jī)編譯生成的擴(kuò)展名為,JED,的文件下載到,ispLSI2096A,，這個(gè)文件就是對(duì),ispLSI2096A,各引腳的定義以及本章中各部件的信號(hào)定義，并且包含了它們的連接。,一、計(jì)算機(jī)硬件電路設(shè)計(jì)（,6,）,一、計(jì)算機(jī)硬件電路設(shè)計(jì)（,7,）,可編程邏輯器件,PLD,的使用,可編程邏輯器件設(shè)計(jì)語(yǔ)言,ABEL,簡(jiǎn)介,開(kāi)發(fā)使用,PLD,系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)使用語(yǔ)言或邏輯圖來(lái)描述該,PLD,的功能，并通過(guò)編譯、連接、適配，產(chǎn)生可對(duì)芯片進(jìn)行編程的目標(biāo)文件（該文件一般采用熔絲圖格式，如標(biāo)準(zhǔn)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(jì)語(yǔ)言為,ABEL-HDL,（,ABEL,硬件描述語(yǔ)言），它是,DATA I/O,開(kāi)發(fā)的一種可編程邏輯器件設(shè)計(jì)語(yǔ)言，它支持絕大多數(shù)可編程邏輯器件。,其他硬件描述語(yǔ)言有,VHDL,、,Verilog,。,一、計(jì)算機(jī)硬件電路設(shè)計(jì)（,8,）,ABEL-HDL,語(yǔ)言的基本結(jié)構(gòu),ABEL-HDL,語(yǔ)言源文件由一個(gè)或多個(gè)相互獨(dú)立的模塊組成，每個(gè)模塊包含了一個(gè)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(shí)處理。,ABEL-HDL,語(yǔ)言源文件舉例如下,文件名為,F456.ABL,、模塊名為,M456,、標(biāo)題名為,T456,。,標(biāo)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(jì)算機(jī)硬件電路設(shè)計(jì)（,9,）,ISP,Synario,System,簡(jiǎn)介,ISP,Synario,System,是一個(gè)集成環(huán)境，可使用,ABEL-HDL,語(yǔ)言編輯、編譯及產(chǎn)生,JED,文件。這個(gè)軟件的文件組織方法是：首先建立一個(gè)工程文件（擴(kuò)展名為,SYN,），然后在工程文件中建立一個(gè)或多個(gè)邏輯功能描述源文件（擴(kuò)展名為,ABL,），在源

7、文件中又包含一個(gè)或多個(gè)模塊。在下面的步驟中，建立了一個(gè)工程文件（,456.SYN,）,其中包含一個(gè)邏輯功能描述源文件（,F456.ABL,），在源文件,F456.ABL,中包含一個(gè)模塊（,M456,）。最后經(jīng)編譯后產(chǎn)生的擴(kuò)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(jī)的串口，一般為,COM1,。,PLD,板上的四個(gè)插座和,FD-CES,實(shí)驗(yàn)儀上對(duì)應(yīng)的四個(gè)扁平電纜正確連接。,PLD,板上的并口線接到微機(jī)的并口 將,FD-CES,實(shí)驗(yàn)儀上的,SW/USER,開(kāi)關(guān)撥到,SW,位置 將,FD-CES,實(shí)驗(yàn)儀上的,KAL/KAH,

8、、,KBL/KBH,、,KCL/KCH,開(kāi)關(guān)分別撥到右、左、左位置，,KRL/KRH,開(kāi)關(guān)撥到,“,上面,”,位置 打開(kāi),FD-CES,實(shí)驗(yàn)儀電源。,一、計(jì)算機(jī)硬件電路設(shè)計(jì)（,10,）,1.,找到桌面上的圖標(biāo),ISP,Synario,，雙擊啟動(dòng)，見(jiàn)圖,2-1,。,一、計(jì)算機(jī)硬件電路設(shè)計(jì)（,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(jì)算機(jī)硬件電路設(shè)計(jì)（,12,）,3.,在圖,2-3,中雙擊,Virtual Device,選擇可編程芯片。,一、計(jì)算機(jī)硬件電路設(shè)計(jì)（,13,）,4.,選擇,ISP,Synario,Device list,

9、在下面的列表中選擇,ispLSI,2096-80 TQFP128,。,一、計(jì)算機(jī)硬件電路設(shè)計(jì)（,14,）,5.,SourceNew,創(chuàng)建,ABEL,源文件，在圖,2-5,中選擇第二項(xiàng)建立,ABEL,模塊。,一、計(jì)算機(jī)硬件電路設(shè)計(jì)（,15,）,6.,輸入模塊名、文件名和標(biāo)題。,一、計(jì)算機(jī)硬件電路設(shè)計(jì)（,16,）,7.,輸入并保存文件，見(jiàn)圖,2-7,。,一、計(jì)算機(jī)硬件電路設(shè)計(jì)（,17,）,8.,按圖,2-7,選擇，單擊,Start,按鈕對(duì)源文件進(jìn)行編譯，產(chǎn)生,JED,文件，圖,2-9,是正在編譯。,一、計(jì)算機(jī)硬件電路設(shè)計(jì)（,18,）,9.,圖,2-10,是編譯完成后的窗口，對(duì)號(hào)表示無(wú)錯(cuò)誤，按扭,L

10、og,可以看編譯結(jié)果，見(jiàn)圖,2-11,。,一、計(jì)算機(jī)硬件電路設(shè)計(jì)（,19,）,一、計(jì)算機(jī)硬件電路設(shè)計(jì)（,20,）,總結(jié)：,熟悉電路，設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)箱和主機(jī)相連的串口線用來(lái)下載程序和微程序,.,PLD,板和主機(jī)相連的并口線用來(lái)下載硬件電路文件,(.JED),一、計(jì)算機(jī)硬件電路設(shè)計(jì)（,21,）,下載軟件簡(jiǎn)介,編譯后要將生成的擴(kuò)展名為,JED,的文件下載到實(shí)驗(yàn)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(jī)的并口上，然后找到桌面上的圖標(biāo),WDOWNLD,，啟動(dòng)該軟件，出現(xiàn)圖,2-12,的窗口。,一、計(jì)算機(jī)硬件電路設(shè)計(jì)（,22,）,一、計(jì)算機(jī)硬件電路設(shè)計(jì)（,23,）,2.,選擇,FileNewOptionISP,Chain,InterfacePlease,select the default2096A,，見(jiàn)圖,2-13,。,一、計(jì)算機(jī)硬件電路設(shè)計(jì)（,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(biāo)（從左數(shù)第,8,個(gè)）即可。,二、軟件設(shè)計(jì),(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(shí)驗(yàn)儀與微機(jī)相連以構(gòu)成高層次實(shí)驗(yàn)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(gè)系統(tǒng)中，共使用,4,種文件，它們的功能簡(jiǎn)介如下：,FILENAME.ASM,匯編語(yǔ)言源程序，用于聯(lián)機(jī)調(diào)試的程序，由用戶自己編寫，經(jīng)過(guò)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(jī)器碼的對(duì)照表，在對(duì),FILENAME.ASM,進(jìn)行匯編時(shí)使用。,FILENAME.MID,微程序文件，它對(duì)指令系統(tǒng)中的每條匯編指令進(jìn)行微指令定義，用于對(duì)匯編指令進(jìn)行解釋，發(fā)出微操作，執(zhí)行匯編指

13、令，這個(gè)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(jì),(2),*,.ASM,INS.DEF,*.MID,BIT.DEF,二、軟件設(shè)計(jì),(3),二、軟件設(shè)計(jì),(4),在使用該軟件之前，實(shí)驗(yàn)箱上的串口線接到微機(jī)的串口，一般為,COM1,。,PLD,板上的四個(gè)插座和,FD-CES,實(shí)驗(yàn)儀上對(duì)應(yīng)的四個(gè)扁平電纜正確連接。,PLD,板上的并口線接到微機(jī)的并口 將,FD-CES,實(shí)驗(yàn)儀上的,SW/USER,開(kāi)關(guān)撥到,SW,位置 將,FD-CES,實(shí)驗(yàn)儀上的,KAL/KA

14、H,、,KBL/KBH,、,KCL/KCH,開(kāi)關(guān)分別撥到右、左、左位置，,KRL/KRH,開(kāi)關(guān)撥到“上面”位置 打開(kāi),FD-CES,實(shí)驗(yàn)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(biāo),FDCES,，啟動(dòng)，見(jiàn)圖,3-1,。,二、軟件設(shè)計(jì),(5),FD-CES Assembler,用于對(duì)匯編源程序和微程序進(jìn)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(jī)調(diào)試。,2,選擇,FD-

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

16、T,的文件，見(jiàn)圖,3-8,。,二、軟件設(shè)計(jì),(10),9,編輯并保存,BIT.DEF,文件，見(jiàn)圖,3-9,，這個(gè)文件不用編譯。,10,選擇,FD-CES Debugger,后見(jiàn)圖,3-10,，選擇串行口，一般為,Com1,二、軟件設(shè)計(jì),(11),11,單擊確定后見(jiàn)圖,3-11,。,12,選擇,Structure,中的,Structure4,，見(jiàn)圖,3-12,。,二、軟件設(shè)計(jì),(12),13,選擇,LoadProgram,，將目標(biāo)文件下載到微機(jī)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(dòng)地址（在此為,000,），在本步執(zhí)行前一定要將,FD-CES,實(shí)驗(yàn)儀上的,M/CM,開(kāi)關(guān)撥到,M,位置。見(jiàn)圖,3-13,。,二、軟件設(shè)計(jì),(13),二、軟件設(shè)計(jì),(14),圖,3-14,是一個(gè)提示，在本步執(zhí)行前一定要將,FD-CES,實(shí)驗(yàn)儀上的,M/CM,開(kāi)關(guān)撥到,M,位置。,圖,3-15,是傳送目標(biāo)文件成功的對(duì)話框。,14,選擇,LoadMicro,Program,，將編譯后的微程序文件（擴(kuò)展名為,DAT,）下載到微機(jī)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