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计算机组织与结构课程设计报告

题目：5段流水CPU设计专业：计算机科学与技术班级：学号：姓名：电话：邮件：完成日期：指导教师：

课程设计任务书
一、设计题目基于Logisim软件仿真平台的5段流水CPU设计实现二、设计内容设计模型机系统的总体结构、指令系统和时序信号。在对该模型机系统中的部件功能利用EDA软件的仿真功能进行仿真分析和功能验证的基础上，将部分电路下载到FPGA，并与适当的外围器件相配合，实现模型机的整机系统。要求所设计的整机系统能支持自动和单步运行方式，能正确地执行存放在主存中的程序的功能，对主要的数据流和控制流通过LED适时显示信息。设计要求支持20条基本指令，具体见表1；
支持5段流水机制，可处理数据冒险，结构冒险，分支冒险；
能运行由自己所设计的指令系统构成的一段测试程序，测试程序应能涵盖所有指令，程序执行功能正确。
能运行教师提供的标准测试程序，并统计执行时间。四、设计流程根据课程设计指导书的要求，制定出设计方案；
画出自己所设计计算机系统的原理框图，分析所需要的控制信号以及这些控制信号的有效形式；
画出各指令的指令周期流程图和所需要的控制信号；
设计出实现指令功能的控制器；
调试、数据分析、验收检查；
课程设计报告和总结。
五、成绩评定成绩评定根据考勤、课程设计的过程、课程设计的效果、课程设计报告质量等进行综合评定；其中设计过程和结果占70%，课程设计报告占30%；课程设计的成绩评定等级为不及格、及格、中、良好、优秀五级；对基本功能进行扩展或设计具有非常鲜明的特征和一定程度的创新，可根据实际情况加分。六、设计报告要求课程设计报告主要内容包括：设计题目、设计目的、设备器材、设计原理及内容、设计步骤、遇到的问题及解决方法、设计总结、参考文献等。要求在适当位置配合相应的实验原理图、数据通路图、实验接线图等图表进行说明。总结部分主要写设计工作简介以及设计体会。应做到文理通顺，内容正确完整，书写工整，装订整齐。课程设计报告采用《计算机组织与结构》专用设计报告模板，A4纸双面打印。七、时间安排课程设计的总体时间为2周，具体安排如下:
第1天：到实验室布置任务和集中讲解。
第1~3天：学生查阅资料，开始方案设计。
第4天：中期进度检查，单周期CPU验收检查。
第6天：中期进度检查，理想流水线多周期CPU验收检查。
第10天：最终结果验收。
八、主要参考文献DAVIDA.PATTERSON(美).计算机组成与设计硬件/软件接口(原书第4版).北京：机械工业出版社.
DavidMoneyHarris(美).数字设计和计算机体系结构（第二版）.机械工业出版社
秦磊华，吴非，莫正坤.计算机组成原理.北京：清华大学出版社，2011年.
袁春风编著.计算机组成与系统结构.北京：清华大学出版社，2011年.
张晨曦，王志英.计算机系统结构.高等教育出版社，2008年.

华中科技大学课程设计报告

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目录
TOC\o"1-2"\h\z\uHYPERLINK\l"_Toc415756504"1 课程设计概述 PAGEREF_Toc415756504\h2
HYPERLINK\l"_Toc415756505"1.1 课设目的 PAGEREF_Toc415756505\h2
HYPERLINK\l"_Toc415756506"1.2 设计任务 PAGEREF_Toc415756506\h2
HYPERLINK\l"_Toc415756507"1.3 设计要求 PAGEREF_Toc415756507\h3
HYPERLINK\l"_Toc415756508"2 实验原理与环境 PAGEREF_Toc415756508\h5
HYPERLINK\l"_Toc415756509"2.1 实验原理 PAGEREF_Toc415756509\h5
HYPERLINK\l"_Toc415756510"2.2 实验环境 PAGEREF_Toc415756510\h6
HYPERLINK\l"_Toc415756511"3 总体方案设计 PAGEREF_Toc415756511\h7
HYPERLINK\l"_Toc415756512"3.1 构建单周期CPU PAGEREF_Toc415756512\h7
HYPERLINK\l"_Toc415756513"3.2 可支持理想流水线的多周期CPU设计 PAGEREF_Toc415756513\h12