JUC2课程设计

1、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计算机学院 2014年 07月 10日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F0F1F2F3F4F5F6F7F8F900020080001100020000001PCoe, ARce00100069002000012110002ARoe, RD, DRce, PCinc002CC000003630000000003DRoe, IRce0030000040

2、4000000002004BM21.2.2 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F0F1F2F3F4F5F6F7F8F902C20080033100020000033PCoe, ARce03300069034000012110034ARoe, RD, DRce, PCinc034C0080035600020000035DRoe,ARce03500061036000012000036ARoe, RD, DRce036D4000007640000000007DRoe,TRce1.2.3 执行阶段的微程序设计(1) INC指令的微程序微地址(

3、H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F90711A700E50009300040050INC,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F0F1F2F3F4F5F6F7F8F905068000200320000000051Soe,GRSce05160030052300003000052Soe,DRce05200052200 5 0 0 001020000ARoe,DRoe,WR（3）JMP指令的微程序微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F9070A400020

4、0510000001000ARoe,PCce1.3 调机程序设计程序 110030:0460;INC 0040H0031:0040;0032:0420; JMP 0030H0033:0030;程序1-2 0030： 0460； INC FF02H 0031: FF02;1.4 运行调试运行调试记录表举例：1.5小结通过本次上机试验， 主要是适应了一下实验室的环境，软件环境。为以后的课设做好了准备！2 双操作数指令的设计与调试2.1 目标要求完成双操作数指令的微程序设计和验证；去源操作数阶段和去目的操作数阶段相关寻址方式的微程序设计和验证，2.2 设计任务2.2.1 取源操作数(1) 立即寻址微

5、地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F900400000A080000000 00 008BM=500B20080012100020000012PCoe,ARce01200069016000012110016ARoe,RD,DRce,PCinc016D0000006640000000006DRoe,TRce(2) 直接寻址微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F900C200800131000200 00 008PCoe,ARce01300069014000012110012ARoe,RD,DRce,PCi

6、nc014C0080015000012110016DRoe,ARce01500061016640000000006DRoe,TRce(3) 间接寻址微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F900D200800171000200 00 017PCoe,ARce01700069018100020000018ARoe,RD,DRce,PCinc018C00800119600020000019DRoe,ARce01900061014640000000006ARoe,RD,DRce,2.2.2 取目的操作数(1) 寄存器寻址微地址(H)微指令(H)微指令字段(

7、H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F902854000007250000000006GRSoe，Ace(2) 寄存器间接寻址微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F902940080035250000000035GRSoe，Ace03500061036640000000036ARoe,RD,DRce,036D4000007650000000007DRoe, Ace2.2.3 执行阶段(1) MOV指令的微程序微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F904194000040650000000040

8、DRoe, Ace04000300E50000300000050SVce,(2) SUB指令的微程序微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F904498F00E50463300000050TRoe,SUB,SV,PSWce2.3 调机程序设计程序2-1 ，2-20030:1620;MOV #0101,0040H0031:0101;0032:0040; 0033:4620; SUB #FFFF,00400034: FFFF;0035: 0040程序 2-30030: 1801； MOV FF08H,R10031： FF08;0032： 1060; MO

9、V R1，FF02H0033： FF02;程序2-52.4 调试结果2.5 小结通过本次上机实验，我掌握了mov指令与sub指令的程序设计，并且也初步了解LED灯的相关的知识点。3 条件转移指令的设计与调试3.1 设计目标为CPU扩充转移指令，完成转移指令的微程序设计与调试。3.2 设计任务3.2.1 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F0F1F2F3F4F5F6F7F8F902F2008003D10002000003DPCoe, ARce03D0006903E00001211003EARoe,RD,DRce,PCinc03ED400003F650000

10、00003FDRoe, Ace03F20700032101300000032PCoe,ADD ,SVce03260080035300020000035Soe,ARce03500061036000012010036ARoe,RD,DRce,036D4000007650000000007DRoe, Ace3.2.2 操作指令(1) CMP指令的微程序微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F904998F00200463300000000TRoe,SUB,SVce,PSWce(2) JC指令的微程序微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2

11、F3F4F5F6F7F8F906800000626000000000026BM=302600000200000000000000027A4000200510000000000ARoe，PCce(3) TEST指令的微程序微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F904A99700200465300000000TRoe,AND,SVce,PSWce(4) JNZ指令的微程序微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F906D00000626000000000000BM=3027A400020051000000000

12、0ARoe，PCce3.3 调机程序设计程序3-1,3-20030： 1601；MOV #0001,R1;0031: 0001;0032: 9601; CMP #0001,R1;0033: 0001;0034: 0220; JC 0040H;0035: 0040H;0036: 1620; MOV #0001H,FF01H;0037: 0001H;0038: FF01H;0040: 1620; MOV #0080H,FF01H;0041: 0080;0042: FF01;程序3-4 INC FF02HADD #0001,R0 (#0001决定延迟的时间 越大 延时越小)JC 0030HJMP 0

13、032H程序3-5MOV#00FFH R0MOV #010F R0MOV (R0)+,(R1)+CMP #0107,R0JNZ 0034HJMP 0030H3.4 调试记录3-1 当IMM1大于imm2时当IMM1小于IMM2时3-3 imm1小于imm2imm1大于imm23.5小结通过本次上机实验，我清楚了JC,TEST,CMP等指令操作的过程，并且同时也了解到JC,JNZ指令的跳转条件，实现了CPU转移指令的扩充。4 移位指令的设计与调试4.1 设计目标为CPU扩充移位指令，完成移位指令的微程序设计与调试。4.2 设计任务4.2.1 操作指令(1) SHR指令的微程序微地址(H)微指令(

14、H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F906318100E50060100007050SRce，PSWce(2) ROL指令的微程序微地址(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4-1.0030： 1600； MOV #0001,R0;0031: 0001;0032: 00C0; SHR, R0;0033: 0238; JC FFFDH;0034: FFFD;程序4-20030： 1601；MOV #0505，R1;0031： 0505;0

15、032： A601; TEST #0001，R1;0033： 0001;0034： 0338; JZ 0003;0035： 0003;0036： 0101; ROL,R1;0037： 0420; JMP 0032H;0038： 0032;程序4-40030： 1600； MOV #0001，R0;0031; 0001;0032: 1060; MOV ,R0,FF01H;0033: FF01;0034 0100; ROL R00035 9600; CMP #0100,R00036 00800037 0320 JZ 0030H0038 00300039 0420 JMP 00324.4 调试记录4

16、.54-14-24-44.6 小结通过本次上机实验，完成了CPU移位指令的扩充，同时也更深一步的接触到LED灯工作的原理及过程。独立的写出了任务4所需的程序，是我这次上机最大的收获。5 堆栈相关指令的设计与调试5.1 设计目标为CPU扩充PUSH，POP，指令，完成微程序设计。5.2 设计任务(1) 指令的微程序微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F907803000084080000000084SPdec084E0080085700020000085SPoe，ARce08500300086000300000086SVce0866003008708

17、7Soe,DRce08700052200000ARoe,DRoe,WR(2) POP指令的微程序（非寄存器）微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F907900000E8C00000000008EBM=708CE008008E70002000008FSPoe，ARce08E02C6108F08FSPinc,ARoe,DRce,RD08FC8000000000DRoe,GRSce(3) POP指令的微程序（寄存器）微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F908DB0000090540000000090ARoe

18、,TRce090E0080091700020000091SPoe，ARce09102C6109200B011010092SPinc,ARoe,DRce,RD0928008009340002000093TRoe,ARce09300052200000011020000ARoe,DRoe,WR(4) CALL指令的微程序微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F907AB3000099080000000099SPdec,ARoe,TRce099E008009A000000009ASPoe，ARce09A2003009B000000009BPCoe,DRce0

19、9B840520000000000000ARoe,DRoe,WR,TRoe,PCce(5) RET指令的微程序微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F905AE008009F00000000009FSPoe，ARce09F000610A07000200000A0ARoe,RDce,RD095C6C0000000B011010000DRoe,PCce,SPinc5.3 调机程序设计程序5-1,0030: 1600; MOV,#0041,R0;0031: 0041;0032: 0600; PUSH R0;0033: 0620; PUSH 0040H;00

20、34: 0040; 0035: 0648; POP (R0); 0036: 0641; POP R1; 0040: 0420; 程序5-2 5-3 MOV #0041 R0 PUSH R0 PUSH 0040H CALL 003C POP（R0） POP R1 003C: INC 0040 RET程序5-4MOV #0001,R0MOV R0,FF01HCALL 003DHROLR0CMP#0100，R0JZ0030HJMP0032H003D：ADD#8888，R1JC0043HJMP 003DHRET 5.4调试记录5-15-2,5-35-45.5小结通过本次上机实验，完成了CPU的PUSH

21、，POP，CALL，EET指令的扩充，并完成了微程序设计。上机时，主要时间花在了POP与Push两条指令的扩充上，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) 保护PC微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F9080030000B10800000000B1SPdec0B1E00800B27000200000B2SPoe，ARce0B2200300B30003000000B3PCoe,DRce0B3000520B400001101

22、00B4ARoe,DRoe,WR(2) 保护PSW微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F90B4030000B50800000000B5SPdec0B5E00800B67000200000B6SPoe，ARce0B6000330B70000200300B7DRce,PSWoe0B7000520B80000110100B8ARoe,DRoe,WR(3) 中断响应信号INTA有效，读出中断向量地址VA微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F90B8000270B90000020700B9INTA，DRce0B9C00800BA6000200000BADRoe，ARce(4) 根据VA，取出中断服务程序的入口地址，送PC，关中断微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F90BA000610BB0000120100BBARoe,R