实验四复杂模型机的组成与程序运行

1、内蒙古师范大学计算机与信息工程学院计算机组成原理课程设计报告题目：实验四 复杂模型机的组成与程序运行任务描述设计题目型机的组成与要TD-CMA计算学实验系统，姓 名学号班级08计算机科学与技术（非师）指导教师职称日期名称：复杂模程序运行求：基于 机组成原理教 设计一个复杂BZC RESULT;为0则跳转计算机整机系统一模型机，分析其工作原理。根据模型机的数据通路以及微程序控制器的工作原理，设计完成以下儿条机器指令和相应的微程序，输入程丿子并运START:IN OOH, R1DECR1LAD R3, RI, OOH；从MEM读入数据送R3,变址寻址，偏移量为00HADD RI1OOH, R3 ；

2、累加求和INCRI;变址寄存加1,指向下一数据OUT40H, RI1OOH:和在OUT单元显示JMPSTART;跳转至STARTRESULT: HLT;停机50H、51H、52H、53H、54H、55H单元内容分别为 12H、34H、55H、23H、05H。2设计设备PC机一台，TD-CMA实验系统一套，排线若干。3设计原理和方法设计原理3.1.1数据格式：模型机规定采用定点补码表示法表示数据，字长为8位，8位全用来表示数据（最高位不表示符号）76 5 4 3 21符号尾数数值表示范围是：0o( RD BL741392.4 DECODER74139LDROLDR1LDR2LDR3BOo o o

3、RO BY10NAlYUNB1Y12NA2Y13NB2Y20NG1NY21NG2NY22NY23N12】13RSBC2:4 DECODERR1 BR3 BI冬13-3-4奇存器译码原理图根据机器指令系统要求，设计微程序流程图及确定微地址，如图5-3-5所 小O按照系统建议的微指令格式，见表3-3-4,参照微指令流程图，将每条微指令代码化，译成二进制代码表，见表5-3-5,并将二进制代码表转换为联机操作 时的十六进制格式文件。表3-3-4微指令格式232221201018-1514-1211-98-65-0M23CNWRRDIOMS3-S0A字段B字段C字段UA5-UA0其中，A、B、C三个字段

4、的编码方案如下表:A字段B字段C字段141312选择11 109选择876选择000N0P000NOP000NOP001LDA001ALU-B001P010LDB010RS_B010P011LDRi011RD_BonP100保留100RI_B100保留101LOAD101保留101LDPC110LDAR110PC_B110保留111LDIR111保留111保留复杂模型机连线图吋修峥MH1舎飙気-flci-SMTS1u召:KZ-.1拉馳diWKUK RDI0RD IOWKTOI：xiorMEWt 兀innXA7A7LIWiL.D6Faxii :RSJ! RD J! RIJ! SI F1CIYOu

5、_ - 川吨ooq1-0-0-c；7icoriLJm-ggXIOR0AI.跡询尤1AILH1X7I LIMIX| I 11 r?S?mmi17ir1吃鋼i awK：U?-WII.DIHi.arI.BAHL.I3LE ni.W/tLDTt微程序流程图节：1.叽 烈溜需霊RlB竄扁阿-一rl一 lln_ ,u_ 一 1 I 11 I 1 1 -LMRLWXPCJ?cnMmE7QUA4代码清单微程序代码清单地址十六进制高五位S3-S0A字段B字段C字段UA5UAO0000 00 010000000000000000000000010100 6D 430000000001101101010000110

6、310 70 700001000001110000011100000400 24 050000000000100110000001010504 B2 010000010010110010000000010600 24 070000000000100110000001110701 32 010000000100110010000000010810 60 090001000001100000000010010918 30 010001100000110000000000010A10 60 100001000001100000000100000B00 00 010000000000000000000

7、000010C10 30 010001000000110000000000010D20 06 010010000000000011000000010E00 53 410000000001010011010000010F00 00 CB0000000000000000110010111028 04 010010100000000100000000011110 30 010001000000110000000000011206 B2 010000011010110010000000011300 24 140000000000100110000101001405 B2 01000001011on00

8、10000000011500 24 16000000000010Oil0000101101601 B2 01000000011Oil0010000000011700 24 18000000000010Oil0000110001802 B2 01000000101on001000000001IB00 53 410000000001010011010000011C10 10 ID000100000001000000011101ID10 60 8C000100000110000010001100IE10 60 IF000100000110000000011111IF10 10 20000100000

9、0010000001000002010 60 8C0001000001100000100011002810 10 290001000001100000001010012900 28 2A0000000000101000001010102A04 E2 2B000001001no0010001010112B04 92 8C0000010010010010100011002C10 10 2D0001000000010000001011012D00 2C 2E0000000000101100001011102E04 E2 2F0000010011100010001011112F04 92 8C0000

10、0100010010010100011003000 16 04000000000001Oil0000001003100 16 06000000000001Oil0000001103200 6D 480000000001101101010010003300 6D 4A0000000001101101010010103400 34 010000000000110100000000013500 00 350000000000000000001101013600 6D 510000000001101101010100013700 16 120000000000010110000100103800 16

11、 130000000000010110000100113900 16 150000000000010110000101013A00 16 170000000000010110000101113B00 00 010000000000000000000000013C00 6D 5C0000000001101101010111003D00 6D 5E0000000001101101010111103E00 6D 6800000000001101101011010003F00 6D 6C000000000110110101101100机器指令代码清单0000 000000100000：STAR!、IN

12、 RO, OOH从IN单元读入计数初值,做加法的次数为00H0000 000100000000；0000 001001100011；LDIR2, 50H将立即数送到R20000 001100000001：0000 010010001101；SUBRl, R3R1-R3-R10000 010111110000：BZCRESULT为0跳转内容地址助记符说明既0000 01100001 1101；ADD Rl, R3还原被减去的01H, R1+R3-Rl0000 10000110 0010：LDI RO, OOH和初值为OOH, RO为和的存储0000 10111100 1011；START:LAD

13、 R3,RI,OOH 从MEM读入数据送到R3,変址寻址，偏移量为00H0000 11010000 0000 ；0000 11100000 1100：ADD RO, R3累加求和oooo mi0011 0000：OUT 40H, RO和在OUT单元输出0001 11011101 0000：STA 60H, RO将所求和送入60H存储单元0001 00100110 0000：0001 00110111 0010；INC RI变址寄存器加1,指向下一数据0001 01000110 0011；LDI R3, 01H向R3装入主装数01H,作为计数初值即次数是否到的次数0001 01010000 00

14、01；0001 01101000 1101；SUB Rl, R3R1-R3-R10001 0111mi oooo：BZC RESULT测试计数器是否为0,为0跳转0001 10010001 1011；0001 10011110 oooo：JMP START跳转至START继续执行0001 1010OOOO 1100：0001 10110101 oooo：RESULT： HLT停机化简后的机器指令:地址内容00200100026203500461050006CB0700080D09720A630B010C8C0DF00E110FE0100611341240135014E01506160017CB

15、180019501AE01BC01C501DCD1EAB1FEB5设计运行结果分析程序执行过程第一步：取指H才W做字涪訪第二步：分析指令匕戏迎协用廉郊仪8TD-CMA -统合惟文皱飯舉董略用】 ifX二丈俶日仗&（巳fifiCy）匸口逻）实盈呵花flllQ冕MQ） 0M 应枚Q）也冬田口血I ftbltl）n国旦里些隊令性实金q ? 24 ?LT 1 金si k isnETli羽C主存OV7FCPUAR =r?LDARLCPC常5rsIrL删思线Ar ABIOY2MEM =20iOR*IOR?I6H拉制总践3I0MTTTiMira iorov如地址译码吃IW3lOC/dINWK)3!0R10啦

16、ICWionI 242322x191817161514Vi11 10087654321心RM23HTA师册S3$2S1$0人LORBPCcLDPCWgHA?KMWAJJC COX11， 0001 10000；01 1 100 I 00,o r 111b00I oN 11CO10*000)C0Ci o1lJ 011 010 1| 00100 0 第三步：执行指令242019181?1615141211 109 8 7654321 I心R略MTA师w加S3S2S1SDAID陌&NRCPO* KMMA3KA?MAIKAJj2C OW80001000000 0100 ! 00 0 0o410r oim

17、tnO001000001 1000 00 1 0001100_丈忡囚fifiCsD匸口(E)实EJ花ftllZ) .!占试0巨戲(3) (2)也歹 田口血I剳飭凹C IS BBSIROUIM A5 地址译码INW徑制总銭FC FZ- ALU8j/厂PC= :r-令 亘昱?)j? ! Q R w G910mIOV2I0R*10V侔PC-E*T3* / 控制佑号i(yn gIOY9CPULOBLORLCuj_oeLOWLCPCOY?INIMJ洋MEM =数据总线10*1译码呼I I TTTiww lORtf IS碎8259AR = CbRJI-R1R2R3-0FlLZJFlRO_B* R1.BX

18、忠一并 R3.W u LL 匚 丄L“LLlnrririTLDRO LDR1 LDP2 LDR3g?显示输出结果:政毂楼用殛郃位ZHDCA -絞Qft丈飯番量略用】二 文歟日 演曰5Ci)匸口C)实盈也 花fllll) HGJ占试(0 0M(B)虔老(2)设董 田口血I剳劎且 ”m o|a !H 0 E 煤台fl実宅 ?色只刊帀！ 0$ Q交今区c. z?y a ?T3RO_E* R1.8Tr rLDRO LDR1LDR2 I I LDR3inlgIOY9ir-JTA*PiemTT3 LRIR =tfeiU线32；.r? W IOR0 isve24曲RMX191817161514B121110987B5432心 RM23 HTA 师W CW S3 $2$1 Sfl A-&C1 hUS WM MA3 32 KM UA：iC COX01000o 0000 O 1 I 01 | 11oiiioioio oiicoxtn a | o | o ( n 1 n 1110O00丄L曲轮迎字该段程序的功能是：先在内存中地址为50H-55H单元设置数据02-07,再从R0端输入循环次，再减去RO-1, 直减到R0为0时为止。输出结果。从而实现累加求和的