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微程序设计 组成原理课程设计报告.doc

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微程序设计 组成原理课程设计报告.doc

目录错误未找到引用源。成绩评定表1.......................................................................2错误未找到引用源。成绩评定表2......................................................................3错误未找到引用源。课程设计任务书..............................................................4一、摘要................................................................................5二、微程序控制器原理........................................................5三、总体设计(系统构成)................................................6四、详细设计........................................................................7五、测试................................................................................13六、设计中出现的问题和解决方法....................................17七、结论................................................................................18八、参考文献........................................................................18九、个人总结........................................................................18本科学生课程设计任务书课程设计题目微程序设计学院计算机学院专业网络工程年级2008已知参数和设计要求用微程序控制器实现以下指令功能调用CALLaddr指令功能与80X86相同,addr是8位二进制地址返回RET存储器到存储器传送MOVmemi,memjmemimemj,ij,memi内存单元地址带右移的加法运算ADDRi,Rj,NRiRiRjN,Rj中内容不变N07学生应完成的工作根据模型计算机的数据路径以及微程序控制器的工作原理,设计各指令格式以及编码,并实现各机器指令微代码,根据定义的机器指令,自拟编写包含以下指令的应用程序。参考实验5.3、6.1。上机调试并输出正确结果,给出完整的设计报告。目前资料收集情况含指定参考资料计算机组成原理实验指导书计算机组成和设计,DavidA.Patterson编,清华大学出版社,2003年12月计算机组织与结构,WilliamStallings编,高等教育出版社,2001年8月计算机组成与系统结构,李亚民编,清华大学出版社,2000年4月课程设计的工作计划序号课程设计工作进度起止日期1课程设计任务书下发2010.12.62文献查阅和资料准备2010.12.62010.12.203课程设计编码的设计与测试2011.1.42011.1.54撰写设计报告和设计验收2011.1.62011.1.9任务下达日期2010年12月6日完成日期2011年1月9日指导教师签名学生签名一.摘要利用CPU与简单模型机设计实验中所学到的实验原理以及编程思想,硬件设备,自拟编写指令的应用程序,用微程序控制器实现了一系列的指令功能。分析了本次课程设计需要实现得指令,并结合前几次实验所学知识,我们选择了简单模型机来完成此次设计。本实验要实现一个简单的CPU,并且在此CPU的基础上,继续构建一个简单的模型计算机。完成了各指令的格式以及编码的设计,实现了各机器指令微代码,形成具有一定功能的完整的应用程序CPU在写入相应的微指令后,就具备了执行机器指令的功能。在本设计中完成了基本的数据输入输出(IN,OUT),带左移的加法运算ADDRi,Rj,NRi(Ri)(Rj)j,memi内存单元地址带左移的加法运算ADDRi,Rj,NRi(Ri)(Rj)字段进行判别测试各个指令的程序入口。微指令格式及A,B,C字段含义如下0B30A01010101010101ADDINOUTHLTMOVCALLRET0001033030040506073233353A08090A3E3C图4其中MA5MA0为6位的后续微地址,A、B、C为三个译码字段,分别由三个控制位译码出多位。C字段中的P为测试字位。其功能是根据机器指令及相应微代码进行译码,使微程序转入相应的微地址入口,从而实现完成对指令的识别,并实现微程序的分支,S3S0的具体功能如下图根据以上指令格式以及程序流程图的设计,将每条指令微代码化,结果如下地址十六进制高五位S3S0A字段B字段C字段MA5MA00000000100000000000000000000000101006D430000000001101011010000110310707000010000011100000111000030001404000000000001010000000100040024050000000000100100000001010504B206000000001010001000000110060014070000010000010100000001110703B2010000000010100010000000013218300100011011001100000000000133280401001010000000010000000001350000350000000000000000001101013A186008000110000110000000001000081030190001000000110000000010010918600A0001100001100000000010100A2004010010000000000100000000013E006D4B0000000001101101010010110B002C0C0000000000101100000011000C1051410000000001010001010000013C00D341001100001101001101000001将其化为十六进制微程序如下M00000001NOPM01006D43PCAR,PC1M03107070MEMIR,P//带左移的加法//M30001404R0AM04002405R0BM0504B206ABR0M06001407R0AM0703B201AR0//IN//M32183001INR0/OUT//M33280401R0OUT//HLT停机//M35000035NOP//MOV/M3A186008INARM08103009MEMR0M0918600AINARM0A200401R0MEM//CALL//M3E006D4BPCAR,PC1M0B002C0CPCBM0C105141MENPC//RET//M3C00D341BPC4.4步骤四编写机器指令微代码和微指令程序机器指令和微指令格式说明如下IN完成需要相加的两个数据i,j的输入,并分别存入A,B中。OUT完成程序运行结果的输出,显示在相应的OUT单元ADDR完成带左移的加法MOV完成存储器到存储器的传送,先送出MEM中的地址到R0,继而改变MEM地址,再将R0的地址送回MEM,以达到存储器到存储器的传送要求。CALL实现程序的调用,完成指令间的跳转。

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