计算机组成原理课程设计—基于微程序控制器的简单计算机系统设计与实现

3、总体方案设计

3.1需求分析

在这次计算机系统设计中，我们需要根据计算机的各个部件先画出总的框图，然后在框图的基础上选择适当的芯片实现各自的功能，主要先实现运算器部分，保证运算的正确性，然后设计存储部分，选择主存和控存是合并还是分开，然后设计对应的微指令，用手动操作检验后，进行设计时序电路，转成自动执行。

3.2硬件设计

3.2.1总体设计

本次我们采用的方案是微程序控制，且主、控存分开的方案，即采用微程序控制方式，实现主存储器（MM）和微程序控制存储器（CM）不共用一个存储器的方式完成方案的设计。同时在实施的过程中，采用部分电路用FPGA方式下载、部分电路用硬件搭建的方式完成,,其中运算器和存储器部分由硬件搭线完成，主存使用6116芯片实现，控存与主存分开，使用2816芯片实现，然后时序控制部分选择用FPGA方式下载，最后汇总在一起，形成实现所有功能的整体计算机系统。

总体结构图如

图 0.1所示。

DR2(373) 输 出 控 制 信 号 181 181 …… …… CM(2816AC(373) DR1(373) CM(2816DOWN244 UP244 μPC(395) MM(6116) IR(373) 244 157 PC(161)

图 0.1 总体结构图

3.2.2运算通路

由181作运算，373锁存组合成的电路，其中包括了AC，DR1,DR2等设计

如图3.2所示几点说明（包括选择芯片的理由及引脚连接情况）：

157 244 MM(6116) DOWN244 UP244 AC(373) DR1(373) 181 181

DR2(373)

图 0.2 运算器图

3.2.3存储通路 ：由6116作主存。2816作控存的主控存分开方式

如图3.3所示

PC(161) 244 157 MM(6116) IR(373) μPC(395) …… …… 输 出 控 制 信 号 CM(2816CM(2816