复杂模型机的组成与运行实验报告.doc

羄肃内蒙古师范大学计算机与信息工程学院袈《计算机组成原理》羅课程设计报告肂薂薈肆莅题目十五:复杂模型机的组成与运行羁芈膈薃莁姓名聿刘玉华羅学号袅846螀班级蝿10计科汉师范班羆指导教师羄侯宏霞蒄职称薀教师肈日期膂2013年7月7日羃芀袅蒅莂肀袆薃螂螁羈羅目录膁1[任务描述] 2`蚀2[设计设备] 2羇3[设计原理和方法] 2膂 2肀 2螈 3袈 5蒈 7蚅4[代码清单] 10螇5[设计运行结果分析] : : 12罿6[设计小结] 12螈7[致谢] 13膄8[参考文献] 14肁附录一:数据通路框图 15虿附录二:复杂模型机实验电路连线图 16薅薆蒁蒀蚇题目五复杂模型机的组成与程序运行蚄1[任务描述]::基于TD-CMA计算机组成原理教学实验系统,设计一个复杂计算机整机系统—模型机,分析其工作原理。根据模型机的数据通路以及微程序控制器的工作原理,设计完成以下几条机器指令和相应的微程序,输入程序并运行。蚈START:INR0,00H;从IN单元读入计数初值螃LDIR1,0FH;立即数0FH送R1薃ANDR0,R1;得到R0低四位羀LDIR1,00H;装入和初值00H蒆BZCRESULT;计数值为0则跳转膅LDIR2,60H;读入数据始地址羃LOOP:LADR3,[RI],00H;从MEM读入数据送R3,变址寻址,偏移量为00H蚁ADDR1,R3;累加求和薇INCRI;变址寄存加1,指向下一数据芃LDIR3,01H;装入比较值蒂SUBR0,R3膇BZCRESULT;相减为0,表示求和完毕蚈JMPLOOP;未完则继续蚆RESULT:STA70H,R1;和存于MEM的70H单元袂OUT40H,R1;和在OUT单元显示袇JMPSTART;跳转至START蒆HLT;:该实验通过从端口00H读入一个计数初值,以该计数初值为基准从MEM的50H单元开始的连续的计数初值个数的累加和,最后将求得的累加和从端口40H输出显示。芁2[设计设备]蚈实验设备:西安唐都科教仪器公司生产的TD-CMA实验系统一套,PC机一台,数据连接导线若干,电源。蒇3[设计原理和方法]袃通过已经学过的计算机组成原理知识,在TD-CMA实验系统上设计一个复杂模型机。,字长为8位,8位全用来表示数据(最高位不表示符号),数值表示范围是:0≤X≤28-1。芅膀该复杂模型机设计包含运算类指令、控制类指令、数据传输类指令三大类指令。腿运算类指令仅用到了算术运算,算术运算设计有3条运算类指令,分别为:ADD(两寄存器值加法)、INC(寄存器值自加1)、SUB(两寄存器值减法)。所有运算类指令都为单字节,寻址方式采用寄存器直接寻址。莆控制转移类指令有三条HLT(停机)、JMP(无条件跳转到指定的指令地址)、BZC(判断寄存器内容是否为0,为0则跳转到指定的指令地址),用以控制程序的分支和转移,其中HLT为单字节指令,JMP和BZC为双字节指令。莃数据传送类指令有IN、OUT、LDI、LAD、STA共5条,用以完成寄存器和寄存器、寄存器和I/O、寄存器和存储器之间的数据交换,均为双字节指令。袃衿A、算术逻辑运算指令格式如下格式如下莇7654螆32节10虿操作码膅RS袄RD蚂莀芆羂其中RS为源操作数寄存器,RD为目的操作数寄存器。并且规定了用两位二进制数来表示R0、R1、R2、R3寄存器,规定其表示方式如下表所示:膁RS或RD肀对应的寄存器芇00莅R0薁01袁R1肅10蒃R2羀11薁R3膆螆蚃肇芈羄肃B、I/O指令格式(IN和OUT指令)如下袈7654(1)羅32(1)肂10(1)薂76543210(2)薈操作码肆RS莅RD羁I/O端口号芈膈薃莁聿羅其中括号中的1表示指令的第一字节,2表示指令的第二字节,RS为源寄存器,RD为目的寄存器,I/O端口号占用一个字节。袅C、访问指令及控制转移指令格式如下:螀a、LDI的指令格式如下,第一字节同前一样,第二字节为立即数。蝿7654(1)羆32(1)羄10(1)蒄76543210(2)薀操作码肈RS膂RD羃Data芀b、LAD、STA、JMP和BZC指令格式如下表所示:袅7654(1)蒅32(1)莂10(1)肀76543210(2)袆操作码薃M螂RD螁D羈其中M为寻址模式,具体见表3-1-1所示,以R2做为变址寄存器RI。=D羇直接寻