计算机组成课程设计.doc

计算机组成原理实验报告评语: 成绩教师: 年月日班级: 学号: 姓名: 地点: 时间: 1 .深入理解基本模型计算机的功能、组成知识; 2 .深入学习计算机各类典型指令的执行流程; 3 .学习微程序控制器的设计过程和相关技术,掌握 LPM_ROM 的配置方法。 4 .在掌握部件单元电路实验的基础上,进一步将单元电路组成系统,构造一台基本模型计算机。 5 .定义至少五条机器指令,并编写相应的微程序,上机调试,掌握计算机整机概念。掌握微程序的设计方法,学会编写二进制微指令代码表。 6 .通过熟悉较完整的计算机的设计,全面了解并掌握微程序控制方式计算机的设计方法。 1 .在部件实验过程中,各部件单元的控制信号是人为模拟产生的,而本实验将能在微过程控制下自动产生各部件单元控制信号,实现特定的功能。实验中,计算机数据通路的控制将由微过程控制器来完成, CPU 从内存中取出一条机器指令到指令执行结束的一个指令周期,全部由微指令组成的序列来完成,即一条机器指令对应一个微程序。 2 .指令格式(1 )指令格式采用寄存器直接寻址方式,其格式如下: 位 7 6 5 4 3 2 1 0 功能 OP-CODE rs rd 其中, OP-CODE 为操作码, rs 为源寄存器, rd 为目的寄存器,并规定: Rs或 rd选定的寄存器 00 01 10 R0 R1 R2 助记符机器指令码 Addr 地址码功能说明 IN SUB addr ANDNOT addr XOR addr INC addr MOVE addr 00H10H 0AH20H0BH30H 0BH 40H 0BH 51H “ INPUT ”中的数据→ R0 R0-[addr] → R0 NOT(R0*[addr])->R0( 逻辑) R0⊕[addr]->R0( 逻辑) [addr]+1->R0 R0->R1 其中 IN 为单字长( 8 位二进制) ,其余为双字长指令, XX H为 addr 对应的十六进制地址码。为了向 RAM 中装入程序和数据,检查写入是否正确,并能启动程序执行,还必须设计三个控制台操作微程序。图 6-1 数据通路框图 1) 、存储器读操作( KRD ) :下载实验程序后按总清除按键( CLR )后,控制台 SWA 、 SWB 为“00”时,可对 RAM 连续手动读入操作。 2)、存储器写操作( KWE ): 下载实验程序后按总清除按键( CLR )后, 控制台 SWA 、 SWB 为“01”时,可对 RAM 连续手动写操作。 3) 、启动程序( RP ) :下载实验程序后按总清除按键( CLR )后,控制台 SWA 、 SWB 为“11”时,即可转入到微地址“ 01”号“取指令”微指令,启动程序运行。表 6-1 24 位微代码定义: 24 23 22 21 20 19 18 17 16 151413 121110 9 8 7654321 S3 S2 S1 WE A9 A8 ABC uA5 uA4 uA3 uA2 uA1 uA0 表 6-2 A、 B、 C各字段功能说明: A字段 B字段 C字段 15 14 13选择 12 11 10选择 987选择 000000000 001 LDRi 0