合肥学院计算机组成原理实验四

计算机科学与技术系 实 验 报 告专业名称 软件工程 课程名称 计算机组成原理 项目名称 微程序控制器实验 班 级 学 号 姓 名 同组人员 实验日期 2015.5.12 一、实验目的与要求（1）掌握微程序控制器的组成原理（2）掌握微程序的编制、写入，观察微程序的运行过程2、 实验逻辑原理图与分析OP地址转移逻辑微地址寄存器状态条件指令寄存器IRP字段控制字段微命令信号控制存储器地址译码微程序控制组成原理图分析：微程序控制器的基本任务是完成当前指令的翻译个执行，即将当前指令的功能转换成可以控制的硬件逻辑部件工作的微命令序列，完成数据传送和各种处理操作。它的执行方法就是将控制各部件动作的微命令的集合进行编码，即将微命令的集合仿照机器指令一样，用数字代码的形式表示，这种表示成为微指令。这样就可以用一个微指令序列表示一条机器指令，这种微指令序列称为微程序。微程序存储在一种专用的存储器中，称为控制存储器。三、数据通路图及分析 (画出数据通路图并作出分析)指令译码IR=XX控制存储器xx xx xxMAR=XXSE5.SE0 xx xx xxMA5.MA0MCR=XX XX XXNMA=XX.LDIRT3T4.状态条件T2T2微命令：CON(INS)-IR,P 微地址：01IN=XXR0=XXLDR0R0-B#IOR#微命令：IN-R0 微地址：32FCALU=XXFZS3S2A=XXB=XXT4T4CnT4LDALDBR0=XXR0-B#S1S0FCALU=XXFZS3S2A=XXB=XXT4T4CnT4LDALDBR0=XXR0-B#S1S0微命令：R0-A 微地址：30微命令：R0-B 微地址：04FCALU=XXFZS3S2A=XXB=XXT4T4CnT4LDALDBR0=XXR0-B#T:XXS1S0LDR0微命令：A加B-R0 微地址：05R0=XXR0-B#LDR0OUT=XXT3IOW#微命令：R0-OUT 微地址：33四、实验数据和结果分析 实验数据：地址十六进制高五位S3-S0A字段B字段C字段MA5-MA00000 00 010000000000000000000000010100 70 700000000001110000011100000400 24 050000000000100100000001010504 B2 010000010010110010000000013000 14 040000000000010100000001003218 30 010001100000110000000000013308 04 010010100000000100000000013500 00 35000000000000000000110101结果分析：01 007070：CON（INS）-IR,P通过给定的微地址01，根据实验数据选择对应的微指令CON（INS）-IR,P，比较A、B、C三个译码字段的值，选择相应的微命令LDR0和P，实现此次的微指令操作。04 002405：R0-B通过给定的微地址04，根据实验数据选择对应的微指令R0-B，比较A、B、C三个译码字段的值，选择相应的微命令LDB和R0_B，实现此次的微指令操作。05 04B201: A+B-R0通过给定的微地址05，根据实验数据选择对应的微指令A+B-R0，比较A、B、C三个译码字段的值，选择相应的微命令LDR0和ALU_B，实现此次的微指令操作。30 001404: R0-A通过给定的微地址30，根据实验数据选择对应的微指令R0-A，比较A、B、C三个译码字段的值，选择相应的微命令LDA和R0_B，实现此次的微指令操作。32 183001: IN-R0通过给定的微地址32，根据实验数据选择对应的微指令IN-R0，比较A、B、C三个译码字段的值，选择相应的微命令IOR和LDR0，实现此次的微指令操作。33 080401: R0-OUT通过给定的微地址33，根据实验数据选择对应的微指令R0-OUT，比较A、B、C三个译码字段的值，选择相应的微命令R0_B和IOW，实现此次的微指令操作。35 000035: NOP通过给定的微地址35，根据实验数据选择对应的微指令NOP,执行停机微命令。 五、实验问题分析、思考题与小结实验问题分析：在本次实验中，刚开始对微控器进行手动读写的过程中发现实验器材出现损坏，导致实验无法正常进行下去。在更换实验器材后，重新连线进行实验时，对微控器的手动读写正常完成。但是在进行本机运行的时候发现，数据通路无法显示，经过仔细检查连线发现，原来问题出现在数据线连接反了，导致数据通路的无法显示，经改正后完整显示数据通路，完成本次实验。思考题：1. 当前的数据通路是由哪条微指令实现的？R0-A。2. 当前微指令有几个微命令有效？两个微命令有效，分别是R0_B#和LDA。3. 当前微指令的微地址？30。4. 当前微指令是解释执行哪条机器指令的？ADD。5. 当前的微程序有几条微指令？三条。6. 基本模型机实验执行了几个微程序？实现了哪些功能？四个，实现了IN-R0，R0+R0-R0，R0-OUT,停机等功能。小结：通过本次实验，我初步掌握了微程序控制器的组成原理，同时我也掌握了微程序的编制、写入，观察微程序的运行过程。在实验过程中，对实验通