JUC2模型机微程序设计计算机组成原理课设

1、江苏大学计算机学院2019年2月计算机组成原理课程设计报告JUC2模型机的微程序设计姓名 学号 专业指导教师江苏大学计算机学院2015年6月 30日i江苏大学计算机学院2019年2月1熟悉微程序的设计和调试方法1.1 目标要求(1)掌握微程序的设计方法(2)熟悉利用调试软件运行、调试微程序的方法1.2 微程序设计1.2.1 取指令的微程序设计微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F900020080001100020000001 ：PCoe, ARce00100069002000012110002 1ARoe' , RDDRce',

2、PCinc002CC000003630000000003DRoe, IRce00300000404000000002004 BM21.2.2 取目的操作数的微程序设计(1)直接寻址的微程序微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F900600000A2800000000502CBM502C20080033100020000033 1PCoe ,ARce03300069034000012110034 1ARoe',RD,DRce',PCinc034C0080035600020000035DRoe,ARce03500061036000012

3、010036ARoe',RD,DRce'036D4000007640000000007DRoe,TRce1.2.3 执行阶段的微程序设计(1) INC指令的微程序微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F90711A700E50069300000050INC,SVce,PSWce(2)保存运算结果的微程序微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F905160030052300003000052Soe,DRce05200052200500001020000ARoe,DRoe',WR(2)

4、JMP指令的微程序微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F9070A4000200510000001000ARoe,PCce(3) DEC指令的微程序微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F90721AB00E5006A300007050DEC, SVce, PSWce1.3 调机程序设计程序1-10030:0460;INC 0040H0031:0040;0032:0420;JMP 0030H0033:0030;程序1-20030:04A0;DEC FF02H0031:FF02;0032:0420;JMP

5、0030H0033:0030;1.5 小结今天是课设第一天，在开始之前，老师对大致的过程做了一些讲解。主要通过本次 上机试验，是要适应一下实验室的环境，软件环境。为以后的课设做准备。然后开始做 的时候，有一些困难，不过过了一段时间，大约能够熟悉了，条理比较清晰。做出 INC 的时候感觉很兴奋，期待着第二天的课设。2双操作数指令的设计与调试2.1 目标要求(1)完成双操作数指令的微程序设计与调试(2)完成取原操作数和取目的操作数的微程序设计与调试2.2 微程序设计2.2.1 取指令的微程序设计(略，同1.2.1)2.2.2 取源操作数(见附录流程图)(1)立即寻址的微程序微地址(H)微指令(H)

6、微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F900400000A08000000000008BM500B20080012100020000012 1PCoe ,ARce01200069016000012110016ARoe',RD,DRce',PCinc016D0000006640000000006DRoe,TRce(2)直接寻址的微程序微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F900C20080013100020000013PCoe ,ARce01300069014000012110014ARoe',RD,DR

7、ce',PCinc014C0080015600020000015DRoe,ARce01500061016000012010016ARoe',RD,DRce'016D0000006640000000006DRoe,TRce2.2.3 取目的操作数(见附录流程图)(1)立即寻址微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F900600000A28000000000028BM502B00000007000000000007BM0(2)直接寻址微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F9006000

8、00A28000000000028BM502C20080033100020000033PCoe ,ARce03300069034000012110034ARoe',RD,DRce',PCinc034C0080035600020000035DRoe,ARce03500061036000012010036ARoe',RD,DRce'036D4000007640000000007 DRoe,TRce2.2.4 执行阶段的微程序设计(3) MOV指令的微程序设计微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F9041940000404

9、50000000040TRoe, Ace04000300E500003000070501SVce(4) ADD指令的微程序设计微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F904298700E50461300007050TRoe, ADD, SVce, PSWce(5)SUB指令的微程序设计微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F904498F00E50463300007050TRoe, SUB, SVce, PSWce(6)ADDC指令的微程序设计微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F

10、4F5F6F7F8F904398B00E50462300007050TRoe, ADDC, SVce, PSWce2.3调机程序设计程序2-10030:1620;MOV #0101,0040H0031:0101;0032:0040;程序2-20030:1620;MOV #0101,0040H0031:0101;0032:0040;0033:4620;SUB #FFFF, 0040H0034:FFFF;0035:0040;程序2-30030:2820;ADD 0043H, 0041H0031:0043;0032:0041;0033:3820; ADDC 0042H, 0040H0034:0042

11、;0035:0040;测试数据0040:0001;0041:0111;0042:0000;0043:0001;2.5总结第二天我们要完成双操作数的微程序设计，刚开始老师说选一条指令来完成，当时 没明白老师的意思，结果我选了其中的一个立即寻址来做，做到取目的操作数的时候， 微地址直接回到了 0 0 0。经过询问发现，应该先把所有的微地址都写下来，然后输入 汇编指令的时候在慢慢执行。9运行调试记录表学号 姓名操彳/说明微地址 微指令运行结果及分析操彳/说明微地址 微指令运行结果及分析江苏大学计算机学院2019年2月3条件转移指令的设计与调试3.1 目的要求(1)为CPU扩充转移指令(2)完成转移指

12、令的微程序设计与调试3.2 微程序设计3.2.1 取指令的微程序设计(略，同1.2.1)3.2.2 取源操作数(1)相对寻址微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令1 F0F1F2F3F4LF5F6F7F8F900F2008001D10002000001DPCoe ,ARce01D0006901E00001211001EARoe',RD,DRce',PCinc01ED400001F65000000001F 1DRoe,Ace01F20700020101300000020 1PCoe,ADD,SVce02060080015300020000016Soe,ARce016D00

13、00006640000000006DRoe,TRce3.2.3 取目的操作数(1)相对寻址微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F902F2008003D10002000003D PCoe, ARce03D0006903E00001211003E ARoe',RD,DRce ',PCinc03ED400003F65000000003F DRoe, Ace03F20700032101300000032PCoe,ADD ,SVce03260080035300020000035Soe,ARce03500061036000012010036A

14、Roe',RD,DRce',036D4000007650000000007DRoe, Ace3.2.4 执行阶段的微程序设计(1) CMP指令的微程序设计微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F904998C00200463000001000TRoe, SUB, PSWce(2) JC指令的微程序设计微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F906800000626000000003026NOP(3) HALT指令的微程序设计微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F

15、5F6F7F8F905800000058000000000058(4) JNZ指令的微程序设计微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F906D00000626000000003026NOP(5) TEST指令的微程序设计微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F904A99400200465000001000TRoe, AND, SVce,3.3 调机程序设计程序3-10030H:1601;MOV #0002, R10031H:0002;0032H:9601;CMP #0001, R10033H:0001;0

16、034H:0220;JC 0040H0035H:0040;0036H:1620;MOV #0001H, FF01H0037H:0001;0038H:FF01;0039H:0000;HALT0040H:1620;MOV #0080H, FF01H0041H:0080;0042H:FF01;0043H:0000;HALT程序3-2 只注明与程序3-1不同的生存单兀0032H:A601;TEST #000F, R10033H:000F;0034H:0360;JNZ 0040H0035H:0040;程序3-30030H:0460;INC FF02H0031H:FF02;0032H:0001;NOP00

17、33H:0460;INC 0028H0034H:0028;0035H:9620;CMP #FFFF, 0028H0036H:FFFF;0037H:0028;0038H:0220;JC 0040H0039H:0040;003AH:0420;JMP 0032H003BH:0032;0040H:0420;JMP 0030H0041H:0030;程序3-40030H:1800;MOV 0028H, R00031H:0028;0032H:1428;MOV (R0)+, (0029H)0033H:0029;0034H:9600;CMP #0109, R00035H:0109;0036H:0220;JC 0

18、040H0037H:0040;0038H:0460;INC 0029H0039H:0029;003AH:0420;JMP 0032H003BH:0032;0040H:0000;HALT测试数据33334444777788880100H0108H : 11112222555566663.5总结第三天开始时先将第二天遗留的最后一题完成，然后就开始编写条件转移指令相关 的微程序。ii江苏大学计算机学院2019年2月4移位指令的设计与调试4.1 目的要求(1)为CPU扩充移位指令(2)完成移位指令的微程序设计与调试4.2 微程序设计4.2.1 取指令的微程序设计(略，同1.2.1)4.2.2 取源操作

19、数、目的操作数的微程序设计(见附录流程图)4.2.3 执行阶段的微程序设计(1) SHR的微程序设计(SAR, ROR, RCR与此指令类似，只有入口地址不同)微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F906318100E50060100007050SRce, PSWce(2) ROL的微程序设计(SHL, RCL与此指令类似，只有入口地址不同)微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F906418200E50060200007050SLce, PSWce4.3 调机程序设计程序4-10030:1600;MOV

20、 #0001,R0;0031:0001;0032:00C0;SHR, R0;0033:0238;JC 'FFFDH;0034:FFFD;程序4-20030:1601; MOV #0505 , R1;0031 :0505;0032:A601; TEST #0001 , R1;0034:0338; JZ 0003;0035:0003;0036:0101; ROL,R1;0037:0420; JMP 0032H;0038:0032;程序4-30030:1600; MOV #0001 , R0;0031;0001;0032:1060; MOV ,R0,FF01H;0033:FF01;00340

21、100; ROL R000359600; CMP #0100,R00036008000370320 JZ 0030H0038003000390420 JMP 00324.5总结觉得这个CPU移位指令比较困难，然后请教了很多人，大致的也理解了很多15江苏大学计算机学院2019年2月5堆栈相关指令的设计与调试5.1 目的要求(1)为 CPU 扩充 PUSH、POP、CALL、RET 指令(2)完成微程序设计5.2 微程序设计(1) PUSH的微程序设计微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F90780300009B00030000009BSVce09B6

22、003009c30000300009C Soe,DRce09C0030008675000000009D SPoe,Ace09D6003008700A30000009EDEC,SVce09E00052200370020000052Soe,ARce,SPce(2) POP的微程序设计微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F907900300090000300000091SVce09060030091540000000090 1ARoe, TRce091F4000092700020000092 1SPoe, ARce09202700093009300000

23、093INC,SVce0937C080052370020000052Soe, ARce,SPce(3) CALL的微程序设计微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F907AF400007B75000000007BSPoe, Ace07BB2B0007C54A30000007C 1DEC, SV, ARoe, TRce07C7C08007D37002000007D 1Soe, ARce, SPce07D2003007F10000300007EPCoe, DRce07E84052000410011020000ARoe: DRoe: WR, TRoe, P

24、Cce(4) RET的微程序设计微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F905AF40800A07500200070A0SPoe, ARce,Ace0A0000610A10000120100A1ARoe: RD, DRcS0A1C40000A2'6100000000A2DRoe, PCce0A2027000A30093000000A3INC,SVce0A37C000000370000000000Soe,SPce5.3 调机程序设计程序5-10030H : 0460;0031H: 0040;0032H: 06A0;0033H: 0048;003

25、4H: 0000;0048H: 0460;0049H: 0041;004AH: 0002;程序5-20030H : 1 800;0031H: 0048;0032H: 06A0;0033H: 0040;0034H: 1020;0035H: 0049;0036H: 0000;0040H: 1001; 0041H-0043H:0044H: 0081;0045H: 2040;0046H: 0002;INC 0040HCALL 0048HHALTINC 0041HRETMOV 0048H, R0CALL 0040HMOV R0, 0049HHALTMOV R0, R10080; SHL R0SHL R1

26、ADD R1, R0RET5.5 总结通过本次上机实验，完成了 CPU的PUSH, POP, CALL, EET指令的扩充，并完 成了微程序设计。通过很长时间的研究，把压栈和出栈搞明白了。6中断系统的设计与调试6.1 设计目标完成整个中断过程各个环节的设计6.2 设计任务6.2.1 编写中断隐指令的微程序(1)中断隐指令的微程序微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F9080F400008175C000000081SPoe,Ace08122B30082r 10A303000082DEC,SVce,PCoe,DRce082740800831 55005

27、1 0000083Soe,ARce,Ace08300052084000011020084ARoe: WR,DRoe'08402B3308500A30:3030085DEC,SVce,PSWoe,DRce085000520861 370021 0000086Soe,ARce,SPce,08600052087000011020087ARoe' ,DRoW/R08700027088000002070088INTA,DRce088C00800891 600021 0000089DRoe,ARce0890006108A00001201008AARoe: RD,DRce,08AC40060

28、00610000060000DRoe,PCce,CLT(2) EI指令的微程序设计微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F905C00005000000000050050STI(3) DI的微程序设计微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F905D00006000000000060050SLI(4) RETI指令的微程序设计微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F905BF408305E75002005005E 1SPoe,Ace,ARce05E0276105F00932200005FINC,ARce,DRc6SVce05F7C000060370000000060Soe,SPce060C4000000610000000000DRoe,PCce6.3总结因为时间的限制，只是输入了中断的微指令，还没有实现中断系统的设计与调试, 熟悉中断隐指令的微程序的操作步骤，然后多重中断（中断嵌套）也没有完成。总结这次的计算机组成原理课程设计，