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文档简介
计算机组成原理课程设计报告专业名称: 计算机班级学号: 计算机0902学生姓名: 指导教师:设计时间: 年 月 日 年 月 日第一天 取操作数微程序的设计和调试一、设计目标 二、取操作数微流程三、测试程序、数据及运行结果格式如下:1、测试内容:立即数寻址、直接寻址测试指令(或程序):MOV #5678H,0010H 机器码: 内存地址(H)机器码(H)汇编指令0000077A 5678 0010MOV #5678H,0010H运行结果及分析:2、测试内容:寄存器间接寻址,寄存器寻址测试指令:MOV (R1),R2机器码:内存地址(H)机器码(H)汇编指令00000522 0000 0000MOV (R1),R2运行结果及分析:3、测试内容:间接寻址,变址寻址测试指令:MOV (addr),3(R1)机器码:内存地址(H)机器码(H)汇编指令00000731 0000 0003MOV (addr),3(R1)运行结果及分析:四、设计中遇到的问题及解决办法 实验过程中经常出现各种错误,有的是因为指令的过程的错误,软件经常会显示一些错误,在问同学后的到了解答,最后自己完成了。第二天 运算指令的微程序设计与调试一、设计目标 二、运算指令微程序入口地址指令助记符指 令 编 码入口地址(H)FEDCBA9876543210MOVsrc, dst000001源地址码目的地址码044ADDsrc, dst000010源地址码目的地址码048ADDCsrc, dst000011源地址码目的地址码SUB src, dst000100源地址码目的地址码SUBBsrc, dst000101源地址码目的地址码CMPsrc, dst000110源地址码目的地址码ANDsrc, dst000111源地址码目的地址码OR src, dst001000源地址码目的地址码XOR src, dst001001源地址码目的地址码TESTsrc, dst001010源地址码目的地址码INC dst00000010001目的地址码0A4DEC dst00000010010目的地址码NOT dst00000010011目的地址码三、运算类指令微程序微地址(H)微指令(H)微命令BMNA注释0074指令执行入口048TRoe, ADD, Sce, PSWceADDADDC06F7070存结果070071072四、测试程序、数据及运行结果1、测试内容:运行数据:运行结果及分析:五、设计中遇到的问题及解决办法第三天 CPU硬件的初级设计与验证一、设计目标 二、硬件设计1、PC模块设计(加上适当注释)2、IR模块设计3、顶层模块设计(自己增加的设计部分)三、验证四、设计中遇到的问题及解决办法第四天 为CPU扩充转移指令一、设计要求 在初级CPU的基础上进行功能扩充,使其支持转移类指令。二、硬件uAG模块设计(自己修改的设计部分,加上适当注释)3d3: uAGout = NA8:1, BM3_uAR0; /条件转移指令产生两条分支(即条件满足/条件不满足两种情况) 2b00: Flag_MUX = SZOC0; /IR7,IR6为00时,选择PSW的最低位,即CF2b01: Flag_MUX = SZOC1; /IR7,IR6为01时,选择PSW的倒数第二位,即OF2b10: Flag_MUX = SZOC2; /IR7,IR6为10时,选择PSW的第二位,即ZF2b11: Flag_MUX = SZOC3; /IR7,IR6为11时,选择PSW的最高位,即SF三、转移指令微程序的设计四、测试程序、数据及运行结果1、测试内容:TEST 0010,R1 INZ 0001H运行结果及分析:五、设计中遇到的问题及解决办法第五天 为CPU扩充移位指令一、设计目标 在前面CPU的基础上扩充硬件,使其支持移位指令。二、硬件设计1、SHIFTER模块设计 mux#(1) mux_1(.d1(0),.d2(0),.d3(d15),.d4(CF),.addr(IR76),.q(data_lsb); /实例化最低有效位生成的四选一多路选择器 /addr选择哪种移位操作,为01时,选择逻辑左移(与/算术左移相同),最低位补0;为10时,选择循环左移/最低位用最高位补;为11时,选择带进位循环左移,/最低位用CF补mux#(1) mux_2(.d1(d15),.d2(0),.d3(d0),.d4(CF),.addr(IR76),.q(data_hsb);/实例化最高有效位生成的四选一多路选择器 /addr选择哪种移位操作,为00时,选择算是右移,最高/位复制;为01时,选择逻辑右移,最高位补0;为10时,/选择循环左移最高位用最低位补;为11时,选择带进位/循环左移,最高位用CF补2、CF模块设计timescale 1ns / 1psmodule CF (d15, d0, Cout, q, SL, SR);input d15, d0, Cout;input SL, SR;output q;reg q;always (*)begincase (SL, SR)3b01: q = d0; /右移时,最低位送CF3b10: q = d15;/左移时,最高位送CFdefault:q = Cout; /其他情况CF不变endcaseendendmodule3、IR_DECODE模块设计(自己增加修改的设计部分) 2b00: BM4_uA=5b01001,IR7:5,1b0;/移位类指令微程序的入口地形成规则4、顶层模块设计(增加自己修改的设计部分)/wire CF = CF_out;CF CF_MUX(.d15(ALU_out15),.d0(ALU_out0),.Cout(Cout),.q(CF_out),.SL(SL),.SR(SR);/CF_MUXs实例化,ALU_out15,输入,来自移位数据的最高位;ALU_out0,输入,来/自移位数据的最低位;Cout,输入,来自ALU的进位输出;SL,输入,SHIFTER移位器/的左移信号;SR,输入,SHIFTER移位器的右移信号;q,输出,来自进位的输出。R#(DATAWIDTH)PSW(.q(PSW_out), .clk(clock),.n_reset(n_reset),.ce(PSWce),.d(12b0,SF,ZF,OF,CF_out);/将PSW的最低位CF与CF_MUX联接起来三、移位指令微程序的设计微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F90921810006F0 6010000006FSR,PSWce0941820006F06020000006FSL,PSWce0961810006F06010000006FSR,PSWce0981820006F06020000006FSL,PSWce09A1810006F06010000006FSR,PSWce09C1820006F06010000006FSL,PSWce09E1810006F06010000006FSR,PSWce四、测试程序、数据及运行结果1、测试内容:SHL 直接寻址运行数据:SHL 0010H运行结果及分析:2、测试内容:SAR 直接寻址运行数据:SAR 0010H运行结果及分析:四、设计中遇到的问题及解决办法第六天 为CPU扩充堆栈类指令一、设计目标 二、硬件设计1、SP模块设计(加上适当注释)2、顶层模块设计(自己增加修改的设计部分)三、PUSH、POP、CALL、RET指令微程序的设计微地址(H)微指令(H)微命令BMNA注释四、测试程序、数据及运行结果1、测试内容:运行数据:运行结果及分析:四、设计中遇到的问题及解决办法第七天 为CPU扩充中断系统一、设计目标 二、硬件设计1、(可只写自己增加修改部分。并加上适当注释)2、3、 4、顶层模块设计(自己增加修改的设计部分)三、微程序设计1中断响应隐指令的微程序设计微地址(H)微指令(H)微命令BMNA注释2。中断返回指令RETI的微程序设计微地址(H
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