实验3指导书微程序控制器修改.doc

实验3指导书微程序控制器修改 实验三微程序控制器匹配课程代码及名称070023计算机组成原理适用专业及本项目实验学时计算机科学与技术3学时实验时间xx-5-18实验类型综合型 一、实验目的及要求 (1)熟悉微程序控制器的基本概念。 (2)熟悉微程序控制器的基本结构与基本组成。 (3)熟悉微程序控制器的基本工作原理。 (4)熟悉微命令的产生和时序。 二、实验内容现代计算机的控制器大部分采用微程序控制器，又称存储逻辑控制器。 下图1所示为微程序控制器框图，其中实线部分均由JYS计算机组成原理实验系统提供，而虚线部分则需自行设计。 当实验系统面板上的模式开关置于统调时，控制存储器ROM2#、ROM1#、IR15- 8、IR7- 0、L15- 8、L7- 0、RD?、CPIR、A0A7均连入1032E系统中。 其中，自行设计的微程序计数器PC向控制存储器提供8位微地址，在控存读信号RD?的作用下，读出一条长16位的微指令代码，并在打入命令CPIR的作用下，送入IR15- 8、IR7-0。 状态指示灯L15- 8、L7-0用于显示微指令寄存器IR15- 8、IR7-0的内容。 微程序的时序如图2所示，每按一次单脉冲键P（实验系统面板右下角的单脉冲键）便产生一个负脉冲，该脉冲的作用是?作为读控存的命令RD?。 ?负脉冲当作CPIR将读出的微指令打入微指令寄存器IR。 ?负脉冲的上升沿使PC1形成下一条微指令的地址。 负脉冲反相后的上升沿作为寄存器打入脉冲。 图1微程序控制器框图图2微程序的时序 三、实验条件及设备要求 (1)设备JYS计算机组成原理实验系统、联想台式计算机 (2)操作系统Windows XP (3)软件ispLEVER3. 0、ispVM System17.4 四、实验实施步骤（一）微程序计数器PC的层次化设计要求使用层次化方法设计一个微程序计数器PC，其中cppc为时钟脉冲，rst为复位键，输出为q7q0。 1、建立新项目启动ispLEVER，进入项目管理器ispLEVER ProjectNavigator，在D盘新建test3文件夹中新建项目pc.syn。 2、选择器件在项目管理器中，双击ispLSI5256VE-165LF256项进入器件选择窗口，选择ispLSI1032E-70LJ84I，单击“OK”返回项目管理器。 3、原理图输入 （1）底层电路一三位二进制同步计数器的设计?原理图输入根据图1所示三位二进制计数器原理图，采用图形输入法在计算机上完成原理图输入。 图1三位二进制同步计数器原理图?生成元件符号count8 （2）底层电路二3-8译码器的设计?原理图输入根据图2所示3-8译码器原理图，采用图形输入法在计算机上完成原理图输入。 图23-8译码器原理图?生成元件符号dec38 （3）顶层电路（微程序计数器PC）的设计调用上述生成的元件符号count 8、dec38及输入、输出缓存器IOPAD，经连线、命名等步骤后完成微程序计数器PC原理图，如下图3所示。 图3微程序计数器原理图 4、管脚定义将PC的计数脉冲CPPC定义在单脉冲 (73)上，并用73引脚提供脉冲同时驱动RD （68）、CPIR （69）。 将PC的8位输出q7q0定义在A7A0（60-53）上。 将PC的复位端rst定义在复位信号RET2 （24）上。 5、文件编译、适配和下载将实验系统中的模式开关（K23）置于分调模式，进行原理图编译和设计适配，无误后完成下载。 （二）写入微程序每条微指令均由4位十六进制数表示，将下表1所示微程序写入ROM2#、ROM1#中，从1#单元开始写入。 表1微程序微指令编号单元地址ROM2#ROM1#11#50H40H22#A2H20H34#00H10H48#B3H D5H（三）读出微指令 1、将实验系统中的模式开关（K23）置于统调模式。 2、按RET2复位键，清PC为0，PC指向1号单元。 3、每按一次单脉冲键，便读出一条16位长的微指令。 微指令的高8位出现在IR15-8(41-34)上，并由L15L8指示。 微指令的低8位出现在IR7-0（52-45）上，并由L7L0指示。 每一条微指令的微命令便完成指定的操作。 （四）生成元件符号pc将上图3微程序计数器原理图中输入、输出缓存IOPAD删除，将导线重新连好并保存，在原理图器中选择File-Matching Symbol命令生成元件符号p