计算机组成原理实验报告

计算机构成原理实验报告计算机构成原理实验报告6/6计算机构成原理实验报告计算机构成原理实验报告成考语：绩教师：年代日班级：s学号：姓名：地点：时间：计算机构成原理实验报告一、实验目的1．深入理解基本模型计算机的功能、构成知识；2．深入学习计算机各种典型指令的履行流程；3．学习微程序控制器的设计过程和有关技术，掌握LPM_ROM的配置方法。4．在掌握零件单元电路实验的基础上，进一步将单元电路构成系统，结构一台基本模型计算机。5．定义五条机器指令，并编写相应的微程序，上机调试，掌握计算机整机见解。掌握微程序的设计方法，学会编写二进制微指令代码表。6．经过熟习较圆满的计算机的设计，全面认识并掌握微程序控制方式计算机的设计方法。二、实验原理1．在零件实验过程中，各零件单元的控制信号是人为模拟产生的，而本实验将能在微过程控制下自动产生各零件单元控制信号，实现特定的功能。实验中，计算机数据通路的控制将由微过程控制器来完成，CPU从内存中拿出一条机器指令到指令履行结束的一个指令周期，所有由微指令构成的序列来完成，即一条机器指令对应一个微程序。2．指令格式1）指令格式采纳存放器直接寻址方式，其格式以下：位76543210功能OP-CODErsrd此中，OP-CODE为操作码，rs为源存放器，rd为目的存放器，并规定：Rs或rd选定的存放器00R001R110R2助记符机器指令码Addr地点码功能说明IN00H“INPUT”中的数据→R0ADDaddr10HXXHR0+[addr]->R0STAaddr20HXXHR0->[addr]OUTaddr30HXXH[addr]->BUSJMPaddr40HXXHaddr→PC此中IN为单字长（8位二进制），其他为双字长指令，XXH为addr对应的十六进制地点码。为了向RAM中装入程序和数据，检查写入能否正确，并能启动程序履行，还必然设计三个控制台操作微程序。1,储蓄器读操作（KRD）：下载实验程序后按总除掉按键（CLR）后，控制台SWA、SWB为“00”时，可对RAM连续手动读入操作。2,存储器写操作图6-1数据通路框图（KWE）：下载实验程序后按总清除按键（CLR）后，控制台SWA、SWB为“01”时，可对RAM连续手动写操作。3、启动程序（RP）：下载实验程序后按总除掉按键（CLR）后，控制台SWA、SWB为“11”时，即可转入到微地点“01”号“取指令”微指令，启动程序运转。依据以上要求设计数据通路框图，如图5-1所SWBSWA控制台指令示。00读内存（KRD）01写内存（KWE）11启动程序（RP）表6-124位微代码定义：242322212019181716151413121110987654321S3S2S1S0MCnWEA9A8ABCuA5uA4uA3uA2uA1uA0表6-2A、B、C各字段功能说明：A字段B字段C字段151413选择121110选择987选择000000000001LDRi001RS-B001P（1）010LDDR1010010011LDDR2011011100LDIR100100P（4）101LOAD101ALU-B101LDAR110LDAR110PC-B110LDPC位微代码中各信号的功能uA5—uA0：微程序控制器的微地点输出信号，是下一条要履行的微指令的微地点。(2)S3、S2、Sl、S0：由微程序控制器输出的ALU操作选择信号，以控制履行16种算术操作或16种逻辑操作中的某一种操作。M：微程序控制输出的ALU操作方式选择信号端。M＝0履行算术操作；M＝l履行逻辑操作。(4)Cn：微程序控制器输出的进位标记信号，Cn＝0表示ALU运算时最低位有进位，Cn＝1则表示无进位。(5)WE：微程序控制器输出的RAM控制信号。当/CE＝0时，如WE＝0为储蓄器读；如WE＝1为储蓄器写。(6)A9、A8——译码后产生CS0、CS1、CS2信号，分别作为SW_B、RAM、LED的选通控制信号。(7)A字段（15、14、13）——译码后产生与总线相连结的各单元的输当选通讯号（见表6-1）。B字段（12、11、10）——译码后产生与总线相连结的各单元的输出选通讯号。(9)C字段（9、8、7）——译码后产生疏支判断测试信号P(1)~P(4)和LDPC信号。系统波及到的微程序流程见图6-2。当履行“取指令”微指令时，该微指令的判断测试字段为P(1)测试。因为“取指令”微指令是所有微程序都使用的公用微指令，所以P(1)的测试结果出现多路分支（见图6-2左图）。用指令存放器的高4位（IR7-IR4）作为测试条件，出现5路分支，占用5个固定地点单元。控制台操作为P(4)测试（见图6-2右图），它以控制台信号SWB、SWA作为测试条件，出现了3路分支，占用3个固定微地点单元。当分支微地点单元固定后，剩下的其他地方就能够一条微指令占用控制储蓄器的一个微地点单元，任意填写。注意：微程序流程图上的微地点为8进制！当所有微程序设计完成后，应将每条微指令代码化，表6-2即为图6-2的微程序流程图按微指令格式转变而成的“二进制微代码表”。表6-2二进制微代码表微地点微指令S3S2S1S0MCNWEA9A8ABCUA5—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指令存放器（IR）：指令存放器用来保留目前正在履行的一条指令。当履行一条指令时，先把它从内存取到缓冲存放器中，此后再传达至指令存放器。指令区分为操作码和地点码段，由二进制数构成，为了履行任何给定的指令，必然对操作码进行测试“P(1)”，经过节拍脉冲T4的控制，以便鉴识所要求的操作。指令译码器:依据指令中的操作码强置微控制器单元的微地点，使下一条微指令指向相应的微程序首地点。三、实验步骤01ED82PC>ARPC+100C048RAM>BUSBUS->IRP(1)INSUNINCDECANDORNOT100010011101ED831201ED871301ED981401ED9A1501ED9E1601ED9ESW->R0PC->ARPC->ARPC->ARPC->ARPC->ARPC->ARPC+1PC+1PC+1PC+1PC+1PC+10300E0040701A2173001A1293200E01B3600E01F4201A22301RAM->BUSR0->DR1R0->DR1RAM->BUSRAM->BUSR0->DR1BUS->ARBUS->ARBUS->AR099A010400B00527059A0131F59A013300B01C3700B02043RAM->BUS(DR1)+1-(DR1)-1->RRAM->BUSRAM->BUSDR1的非BUS->DR2>R00BUS->DR2BUS->DR2->R00501A2063401A21D4001A221R0->DR10101R0->DR1R0->DR10106619A0135B99A0141E99A01(DR1)-(DR2(DR1与(DR1)或)->R0(DR2)->R0(DR2)->R0010101履行程序：（1）按1次系统复位键8，并置键8为高电平，使CPU赞成正常工作；（2）控制开关（键4、键3）设置为SWB、SWA=1,1，处于程序履行方式，控制台：RP（11）；（3）经过键2、键1输入运算数据，如56H，按4次单步键7，产生2个脉冲，履行2条微指令，进入到图6-1控制台的RP（11），此时的微指令地点是“23”，微指令码MC=008001；IN=56H（4）再用键7产生1个脉冲，履行序”的最上块：此时PC=00送地点存放器

1条微指令，微程序流程进入图6-2左的“运转微程AR=00，PC自动加1，PC=01，MC=00ED82，IN=56；1．实验中碰到的主要问题和分析解决问题的思路自己着手才能发现问题，进而解决问题，实验的早期大家都是在仔细阅读与理解实验文档，进而认识基本模型计算机的功能、构成知识，理解微指令的设计过程与方法，进而深入学习计算机各种典型指令的履行流程。在学习微程序控制器的设计过程和有关技术，同时掌握了LPM_ROM的配置方法，在掌握零件单元电路实验的基础上，进一步将单元电路构成系统，结构一台基本模型计算机。经过定义五条机器指令，并编写相应的微程序，上机调试，进而掌握了计算机整机见解。掌握微程序的设计方法，学会编写二进制微指令代码表，经过熟习较圆满的计算机的设计，全面认识并掌握微程序控制方式计算机的设计方法。在此次试验过程中，我们出现改正rom.mif而忘掉改正ram.mif中的数