设计目的。
本课程设计的教学目的是在掌握计算机系统组成及内部工作机制、理解计算机各功能部件工作原理的基础上，深入掌握信息流和控制信息流的流动过程，进一步加深计算机系统各模块间相互关系的认识和整机的概念，培养开发和调试计算机的技能。再设计实践中提高应用所学专业知识分析问题和解决问题的能力。通过课程设计，使学生将掌握的计算机组成基本理论应用于实践中，在实际操作中加深对计算机各部件的组成和工作原理的理解，掌握控制器的设计和实现方法，深入理解机器指令在计算机中的运行过程。
微程序设计。
一、cpu采用同步控制方式，一个机器周期内有3个时钟周期，而且cpu内部结构如图所示，其中mar和mdr分别直接和地址总线和数据总线相连，并假设ir的地址码部分与mar之间有通路。
指令的微操作及时序安排如下：
1、取指阶段的微操作及节拍安排：
t0：pc→mar，1→r；
t1：ad（cmdr）→cmar
t2：m(mar) →mdr，（pc）+1→pc；
t3：ad（cmdr）→cmar；
t4：mdr→ir，op（ir）→微地址形成部件（编码器）；
t5：op（ir）→微地址形成部件→cmar；
2、执行阶段的微操作及节拍安排：
1）清除累加器指令cla
t0：0→ac
t1： ad（cmdr）→cmar；
2）加法指令add x
t0：ad（ir）→mar，1→r；
t1：ad（cmdr）→cmar；
t2：m(mar) →mdr；
t3：ad（cmdr）→cmar；
t4：（ac）+（mdr）→ac；
t5：ad（cmdr）→cmar；
3）存数指令sta x
t0：ad（ir）→mar，1→w；
t1：ad（cmdr）→cmar；
t2：ac→mdr；
t3：ad（cmdr）→cmar；
t4：mdr→m(mar)；
t5：ad（cmdr）→cmar；
4）取数指令lda x
t0：ad（ir）→mar，1→r；
t1：ad（cmdr）→cmar；
t2：m(mar) →mdr；
t3：ad（cmdr）→cmar；
t4：mdr→ac
t5：ad（cmdr）→cmar；
5）无条件转移指令jmp x
t0：ad（ir）→pc；
t1：ad（cmdr）→cmar；
上述全部微操作共15个，微指令共28条。
二、确定微指令格式。
1）微指令的编码方式。
采用直接编码方式，由微指令控制字段的某一位直接控制一个微操作。
2）后续微指令地址的形成方式。
采用由指令的操作码和微指令的下地址字段两种方式形成后续微指令的地址。
3）微指令字长。
根据直接编码方式，15个微操作对应15位操作控制字段，根据28条微指令，对应5位下地址字段，这样，微指令字长至少取20位。
分析发现，在28条微指令中有14条是为了控制将后续微指令的地址打入到cmar的操作（其中13条是将微指令下地址字段ad（cmdr）→cmar，另一条是将指令操作码op（ir）→微地址形成部件→cmar），若用 ad ( cmdr ) 直接送控存地址线，则省去了输至 cmar 的时间，省去了 cmar，同理，op（ir）→微地址形成部件→控存地址线，这样，在省去了14条微指令的同时也省去了两个微操作，即共对应15-2=13个微操作和28-14=14个微指令，所以，操作控制字段取13位，下地址字段取6位，其微指令格式如图所示。
对应5条机器指令的微指令格式为：
操作控制下地址。
三、定义微指令操作控制字段每一位的微操作，其中：
第0位表示：pc→mar
第1位表示：1→r
第2位表示：m(mar) →mdr
第3位表示：（pc）+1→pc
第4位表示：mdr→ir
第5位表示：0→ac
第6位表示：ad（ir）→mar
第7位表示：（ac）+（mdr）→ac
第8位表示：1→w
第9位表示：ac→mdr
第10位表示：mdr→m(mar)
第11位表示：mdr→ac
第12位表示：ad（ir）→pc
四、编写微指令码点。
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