《计算机组成原理》设计性实验报告-指令扩展.doc

华北科技学院计算机系设计性实验报告华北科技学院计算机系设计性实验实 验 报 告 课程名称 计算机组成原理 B 实验学期 2010 至 2011 学年 第 二 学期学生所在系部 计算机系 年级 2008 专业班级 计科 B08-2 学生姓名 韩 友 学号 200807014225 任课教师 席振元 实验成绩 计算机系制实验报告须知1、 学生上交实验报告时，必须为打印稿（A4纸）。页面空间不够，可以顺延。2、 学生应该填写的内容包括：封面相关栏目、实验地点、时间、目的、设备环境、内容、结果及分析等。3、 教师应该填写的内容包括：实验成绩、教师评价等。4、 教师根据本课程的实验指导中实验内容的要求，评定学生的设计性实验成绩；要求在该课程期末考试前将实验报告交给任课教师。设计性实验中，所涉及的程序，文档等在交实验报告前，拷贝给任课教师。任课教师统一刻录成光盘，与该课程的期末考试成绩一同上交到系里存档。5、 未尽事宜，请参考该课程的实验大纲和教学大纲。 计算机组成原理 课程设计性实验报告开课实验室：计算机组成原理实验室 2011 年11 月 15 日实验题目指令扩展实验一、 实验目的1、进一步掌握微程序定序器AM2910、运算器AM2901、外围GAL、EPROM芯片之间的联系，达到对整机概念的提升；2、进一步掌握微程序控制器的组成；3、掌握微程序及机器指令的扩展方法。二、设备与环境TEC-2000教学机，微机、EEPROM芯片。三、实验内容在现有的TEC-2000教学机系统上，扩展2条CPU的机器指令。四、实验步骤1、2条指令的格式及功能写明2条指令的格式、功能、寻址方式、操作码编码、微程序步数、微程序入口地址。 （1）、指令格式：ADTW DR功能：DR+2-DR(DR内的值自加2)寻址方式：寄存器寻址操作码编码：10100001(A1)微程序步数：2微程序入口地址：81（2）、指令格式：ADRM DR,SR 功能：DR+SR-DR 寻址方式：DR为寄存器寻址、SR为寄存器间接寻址 操作码编码：11100011(E3) 微程序步数：3 微程序入口地址：832、指令所对应的微程序每条指令对应的微程序、每步功能及各字段值的意义（1）、CM1CM7芯片存储内容: CM1内存储微下地址CM2内存储(CI3CI0,SCC30)CM3内存储(0 /MIO REQ /WE,0 I2I0)CM4内存储(SA I8I6,SB I5I3)CM5内存储(B口,A口)CM6内存储(0 SST,SSH SCI)CM7内存储(0 DC2,0 DC1) （2）、指令ADTW DR对应的微程序为： 00 E0 43 38 00 11 00 30 30 43 38 00 11 00 指令ADRM DR,SR 对应的微程序为： 00 E0 44 90 00 00 30 00 E0 43 08 00 00 00 30 30 16 38 00 00 00 微下地址：30(表示返回公操作)(CI3CI0,SCC30)：CI30是提供给Am2910芯片的命令码,编码为0011时，其功能为条件微指令转移，为1110时，其功能为顺序执行。SCC30用于指出形成Am2910使用的/CC信号所依据的判断条件,编码为0000时表示功能为必转移，具体情况如图：(0 /MIO REQ /WE,0 I2I0)：/MIO（0：有内存或串口读写，1：无）REQ （0：读写内存， 1：读写串行口）/WE （0：写操作， 1：读操作） (SA I8I6,SB I5I3)：SA、SB用于指明运算器A口、B口的地址信号是由微指令中的A3A0、B3B0字段给出，还是由当前指令的操作数地址字段SR、DR给出,I86为结果处理方案的控制信号,I53为运算功能选择控制信号,当SA=SB=0时是由微指令的A、B口给出，当SA=SB=1时是由IR的SR、DR字段给出；I86编码为011表示运算结果送B寄存器并把结果输出；I53编码为111表示运算功能为/(RS)，当其编码为000表示运算功能为S+R。 (B口,A口)：表示不使用A、B口传输数据。 (0 SST,SSH SSI)：其中第一位0无意义，001代表 CZVS为C(Cy)Z(ZR)V(OV)S(F15)。后面0000前两个00为SSH代表左移位为(0 X)，后两个00为SCI代表右移位(0 X)。 (0 DC2,0 DC1)：DC2为控制指定寄存器接收信息的控制信号,DC2编码为0000表示无操作；DC1为内部总线的信息来源的控制信号,DC1编码为0000表示送开关内容到内部总线。具体意义可查下表 I8I0各位意义可由下图查得: 3、MAPROM、CM1CM7 八块芯片内容的写入过程（1）、将教学机的左下方的5个拨动开关置为00101(连续、内存读指令、组合逻辑、16位、联机)，将要对其编程的芯片28C64插到试验台上扩展存储器芯片的位置，一次一片，用E命令将控制信号健入。将芯片插入高位插座，输入时信号编码为高八位，低八位补零。将扩展芯片的内存单元地址置为40005FFFF，写入的值要加上4000。（2）、8个芯片内容的写入具体操作过程如下：MAPROM:用E命令将微程序入口地址装入MAPROM中：在4022 内存单元输入 8000：E 4022 8000在40A1 内存单元输入 8100：E 40A1 8100在40E3 内存单元输入 8300：E 40A1 8300在40E9 内存单元输入 8600：E 40A1 8600CM1：取下MAPROM 芯片，将CM1芯片放入SUPERPRO程序编程器的空插座上,然后打开电源。在4080 内存单元输入 3000：E 4080 3000在4081 内存单元输入 0000：E 4081 0000在4082 内存单元输入 3000：E 4082 3000在4083 内存单元输入 0000：E 4083 0000在4084 内存单元输入 0000：E 4084 0000在4085 内存单元输入 3000：E 4085 3000在4086 内存单元输入 0000：E 4086 0000在4087 内存单元输入 0000：E 4087 O000在4088 内存单元输入 0000：E 4088 O000在4089 内存单元输入 3000：E 4089 3000CM2：取下CM1芯片,将CM2放入SUPERPRO编程器的空插座上，然后打开电源在4080 内存单元输入 3000：E 4080 3000在4081 内存单元输入 E000：E 4081 E000在4082 内存单元输入 3000：E 4082 3000在4083 内存单元输入 E000：E 4083 E000在4084 内存单元输入 E000：E 4084 E000在4085 内存单元输入 3000：E 4085 3000在4086 内存单元输入 E000：E 4086 E000在4087 内存单元输入 E000：E 4087 E000在4088 内存单元输入 E000：E 4088 E000在4089 内存单元输入 3000：E 4089 3000CM3：取下CM2芯片,将CM3放入SUPERPRO编程器的空插座上，然后打开电源在4080 内存单元输入 4100：E 4080 4100在4081 内存单元输入 4300：E 4081 4300在4082 内存单元输入 4300：E 4082 4300在4083 内存单元输入 4400：E 4083 4400在4084 内存单元输入 4300：E 4084 4300在4085 内存单元输入 1600：E 4085 1600在4086 内存单元输入 4300：E 4086 4300在4087 内存单元输入 4400：E 4087 4400在4088 内存单元输入 1700：E 4088 1700在4089 内存单元输入 0200：E 4089 0200CM4：取下CM3芯片,将CM4放入SUPERPRO编程器的空插座上，然后打开电源在4080 内存单元输入 BF00：E 4080 BF00在4081 内存单元输入 3800：E 4081 3800在4082 内存单元输入 3800：E 4082 3800在4083 内存单元输入 9000：E 4083 9000在4084 内存单元输入 0800：E 4084 0800在4085 内存单元输入 3800：E 4085 3800在4086 内存单元输入 0800：E 4086 0800在4087 内存单元输入 9000：E 4087 9000在4088 内存单元输入 3800：E 4088 3800在4089 内存单元输入 1000：E 4089 1000CM5：取下CM4芯片,将CM5放入SUPERPRO编程器的空插座上，然后打开电源在4080 内存单元输入 0000：E 4080 0000在4081 内存单元输入 0000：E 4081 0000在4082 内存单元输入 0000：E 4082 0000在4083 内存单元输入 0000：E 4083 0000在4084 内存单元输入 0000：E 4084 0000在4085 内存单元输入 0000：E 4085 0000在4086 内存单元输入 0000：E 4086 0000在4087 内存单元输入 0000：E 4087 O000在4088 内存单元输入 0000：E 4088 O000在4089 内存单元输入 0000：E 4089 0000CM6：取下CM5芯片,将 CM6放入SUPERPRO编程器的空插座上，然后打开电源在4080 内存单元输入 1000：E 4080 1000在4081 内存单元输入 1100：E 4081 1100在4082 内存单元输入 1000：E 4082 1100在4083 内存单元输入 0000：E 4083 0000在4084 内存单元输入 0000：E 4084 0000在4085 内存单元输入 0000：E 4085 0000在4086 内存单元输入 0000：E 4086 0000在4087 内存单元输入 0000：E 4087 O000在4088 内存单元输入 0000：E 4088 O000在4089 内存单元输入 0000：E 4089 0000CM7：取下CM6芯片,将CM7放入SUPERPRO编程器的空插座上，然后打开电源在4080 内存单元输入 0000：E 4080 0000在4081 内存单元输入 0000：E 4081 0000在4082 内存单元输入 0000：E 4082 0000在4083 内存单元输入 3000：E 4083 3000在4084 内存单元输入 0000：E 4084 0000在4085 内存单元输入 0000：E 4085 0000在4086 内存单元输入 0000：E 4086 0000在4087 内存单元输入 3000：E 4087 3000在4088 内存单元输入 0000：E 4088 O000在4089 内存单元输入 0100：E 4089 01004、对扩展的机器指令进行验证编写一个验证程序，运行结果说明 A 2000MVRD R9,1234MVRD R2,1111MVRD R3,2050STRR R3,R9E 2007 0000:A190 (ADTW R9)A1为ADTW指令编码，90代表只使用R9E 2008 0000:E323 (ADRM DR,SR)E3 为ADRM指令编码，23分别