微程序控制和设计知识分享

微程序控制和设计精品文档成绩：实验报告课程名 计算机组成原理实验称：实验项 微程序控制和设计目：姓 名： 舒鹏专 业： 网络工程班 级： 11-3学 号： 1104020321计算机科学与技术学院收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档实验教学中心2013年6月24日收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档实验项目名称：微程序控制和设计一、实验目的综合运用所学计算机原理知识，设计微程序实现题目规定的指令。二、实验内容在做综合实验时，可以用 COP2000计算机组成原理实验软件输入、修改程序，汇编成机器码并下载到实验仪上，由软件控制程序实现单指令执行、单微指令执行、全速执行，并可以在软件上观察指令或微指令执行过程中数据的走向、各控制信号的状态、各寄存器的值。COP2000软件的使用方法见第七章“COP2000集成开发环境使用”。也可以用实验仪自带的小键盘和显示屏来输入、修改程序，用键盘控制单指令或单微指令执行，用 LED或用显示屏观察各寄存器的值。实验仪上的键盘使用方法见第六章“实验仪键盘使用”。在用微程序控制方式做综合实验时，在给实验仪通电前，拔掉实验仪上所有的手工连接的接线，再用8芯电缆连接J1和J2，控制方式开关拨到“微程序控制”方向。若想用COP2000软件控制组成原理实验仪，就要启动软件，并用快捷图标的“设置”功能打开设置窗口，选择实验仪连接的串行口，然后再按“连接 COP2000实验仪”按钮接通到实验仪。微指令格式：模型机的指令码为 8位，根据指令类型的不同，可以有 0到2个操作数。指令码的最低两位用来选择R0-R3寄存器，在微程序控制方式中，用指令码做为微地址来寻址微程序存储器，找到执行该指令的微程序。而在组合逻辑控制方式中，按时序用指令码产生相应的控制位。在本模型机中，一条指令最多分四个状态周期，一个状态周期为一个时钟脉冲，每个状态周期产生不同的控制逻辑，实现模型机的各种功能。模型机有 24位控制位以控制寄存器的输入、输出，选择运算器的运算功能，存储器的读写。收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档2）完成对R0，R1，R2，R3这四个寄存器的排序工作，按 R0-R3降序排序。3）排序采用冒泡排序法，分别对于 R0和R1，R1和R2，R2和R3，三个关系进行判断。若一个关系的前者小于后者，则通过 stack寄存器交换两者的值，若前者大于后者，则继续进行下一个关系的大小判断。三个关系依次判断一遍之后，可以保证四个数的最小的数在R3中。再对于三个关系依次判断一遍之后，可以保证第二小的数在 R2中，再对于三个关系依次判断一遍之后，可以保证第三小的数在 R1中，此时最大的数就在 R0中，排序完成。4）循环执行了三次，用一个数记住循环计数，这个数存在 EM中。每次执行一次循环之后就减1，当循环计数为0时，程序结束。指令/微指令表：指令表收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档三、实验用设备仪器及材料COP2000实验仪、导线若干、系统计算机。四、实验原理在综合实验中，模型机作为一个整体来工作的，所有微程序的控制信号由微程序存储器uM输出，而不是由开关输出。在做综合实验之前，先用 8芯电缆连接J1和J2，这样实验仪的监控系统会自动打开 uM的输出允许，微程序的各控制信号就会接到各寄存器、运算器的控制端口。此综合实验使用的指令是模型机的缺省指令 /微指令系统。六、实验结果分析实验1：数据传送实验/输入输出实验1．在COP2000软件中的源程序窗口输入下列程序收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档MOV A,#12HMOV A,R0MOV A,@R0MOV A,01HINOUTEND2．将程序另存为 EX1.ASM，将程序汇编成机器码，反汇编窗口会显示出程序地址、机器码、反汇编指令。程序地址机器码反汇编指令指令说明007C12MOVA，立即数12H送到累加器A027D12#12A,RO将R0中的内容送到累加器AMOV047E12MOVA,将R0中的内容作为地址送到A@R0067FMOVA,将地址01H中的内容送到A01H3．按快捷图标的 F7，执行“单微指令运行”功能，观察执行每条微指令时，寄存器的输入/输出状态，各控制信号的状态， PC及uPC如何工作。给出 EX1.ASM程序跟踪结果。实验2：数据运算实验（加/减/与/或）1．在COP2000软件中的源程序窗口输入下列程序ADDC A,R1SUB A,@R0AND A,#55HOR A,02HEND2．将程序另存为 EX2.ASM，将程序汇编成机器码，反汇编窗口会显示出程序地址、机器码、反汇编指令。程序地址机器反汇编指令指令说明码0021ADDCA，累加器A的值加上寄存器R1加0222R1进位SUBA,@R0累加器A的值减去R0地址中的0423ANDA,值累加器A的值与立即数55H按位0624#55H与ORA,02H累加器A的值与02H中的值按位收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档或3．按快捷图标的 F7，执行“单微指令运行”功能，观察执行每条微指令时，寄存器的输入/输出状态，各控制信号的状态， PC及uPC如何工作。给出 EX2.ASM程序跟踪结果。4．在了解数据运算的原理，可以加上一些数据传输指令给累加器 A或寄存器R?赋值，再运算，并观察运算结果。练习：综合运用实验 1与实验2的相关功能操作完成任务。将立即数44H，77H，33H，55H分别送入寄存器 R0，R1，R2，R3中，立即数11H送入累加器A中，并完成下面的运输操作：MOVR0,#44HMOVR1,#77HMOVR2,#33HMOVR3,#55HMOV A,#11HADDCA,R1SUB A,@R1AND A,#55HOR A,02HINOUTEND1）按快捷图标的F7，执行“单微指令运行”功能，观察执行下面每条微指令时，寄存器的输入/输出状态，各控制信号的状态， PC及uPC如何工作。给出EX2.ASM程序跟踪结果。ADDC A,R1SUB A,@R1AND A,#55HOR A,02H5）实现寄存器R0，R1，R2，R3的数据相加。收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档MOVR0,#44HMOVR1,#77HMOVR2,#33HMOVR3,#55HMOVA,R1ADDA,R2ADDA,R3ADDA,R0INOUTEND试验二：对于存放在R0~R3中的数进行排序，有序的存回 R0~R3。分析：对待比较两个数采用减法比较大小，然后按照顺序存回。针对排序过程可采用不同排序方法，如：冒泡排序，快速排序等。并可以查看不同排序方法在实验仪器上的效率。这个实验过程涉及到数大小比较，数据存储，程序跳转控制，这些过程均能在COP2000计算机组成原理实验仪上完成。在数据结构中，我们学习了对数字排序的不同算法，并详细学习了算法复杂度。但是针对我们使用的计算机不能体会到不同算法在时间上的不同。此次试验能够具体体会算法之间在时间复杂度上的区别。有一定的实验意义。综上所述：本次试验目标至少做出一种排序方法，并在此基础之上比较各种排序方法的效率。试验代码为：MOVR0，#37H收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档MOVR1，#17HMOVR2，#29HMOVR3，#41HMOVA ，#03HMOV02H，ALOOP：MOVA，R0SUBA，R1JCS0M1：MOVA，R1SUBA，R2JCS1M1：MOVA，R2SUBA，R3JCS2M3：SUBA，#01HJC S3JMPLOOP