位cpu綜合設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)(存儲(chǔ)版)
【正文】 ’加(A+B)1011A+BA+B1100邏輯001101AB’AB加A1110ABAB’加A1111AA ALU的組成通過(guò)74181可以形成相應(yīng)的進(jìn)位邏輯，組成相應(yīng)的ALU。功能： Ri ← （M j） ⑽ OUT Ri，M j格式 7 4 3 2 1 01 0 1 0RiMj當(dāng)M j=10時(shí)，選中實(shí)驗(yàn)箱的顯示燈。模型機(jī)的指令類型如下表：表2 操作碼助記符含義操作碼助記符含義00000001001000110100010101100111MOVEADDSUBANDOREORCOMNEG傳送加減與或異或求反求補(bǔ)1000100110101011110011001101INCDCSLSRJMPRSTJSR加1減1左移右移轉(zhuǎn)移返回轉(zhuǎn)子⑴ 傳送指令MOV可以采用不同的尋址方式來(lái)預(yù)置寄存器或者存儲(chǔ)單元，實(shí)現(xiàn)見(jiàn)存期和寄存器之間，寄存器與存儲(chǔ)單元，各存儲(chǔ)單元之間的信息傳送，還可以實(shí)現(xiàn)堆棧操作POP、PUSH。⑵ 調(diào)試把設(shè)計(jì)結(jié)果下載到實(shí)驗(yàn)版上，通過(guò)執(zhí)行指令對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)證⑶ 實(shí)驗(yàn)設(shè)備① PC機(jī)一臺(tái)② DVCC試驗(yàn)箱③ 各種實(shí)驗(yàn)多需要的跳線，連接線等2 CPU指令系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 指令格式模型機(jī)采用定長(zhǎng)的指令格式，每條 指令16位字長(zhǎng)，占據(jù)一個(gè)存儲(chǔ)單元。通過(guò)本門課程的學(xué)習(xí)，能在自己的腦中建立計(jì)算機(jī)的整機(jī)概念。模型機(jī)的常用的尋址方式：表1 類型編號(hào)尋址方式助記符可指定的寄存器定義0型(000)寄存器尋址RR0 ~ R3，SP，PC，PSW寄存器的內(nèi)容為操作數(shù)1型(001)寄存器間址(R)R0 ~ R3寄存器的內(nèi)容為操作數(shù)地址2型(010)自減型寄存器尋址(R)(SP)R0 ~ R3寄存器內(nèi)容減1后的操作數(shù)地址SP內(nèi)容減1后為堆棧地址3型(011)立即/自增型寄存器尋址(R)+(SP)+(PC)+R0 ~ R3寄存器的內(nèi)容為操作數(shù)的地址，訪問(wèn)該地址后寄存器內(nèi)容加1SP內(nèi)容為棧頂?shù)刂?，出棧后SP加1PC內(nèi)容為立即數(shù)地址，取數(shù)后PC內(nèi)容加14型(100)直接/間接尋址(R)+(PC)+R0 ~ R3寄存器的內(nèi)容為間接地址，訪問(wèn)地址后寄存器內(nèi)容加1PC內(nèi)容為間接地址，訪問(wèn)后PC內(nèi)容加15型(101)變址/相對(duì)尋址X(R)X(PC)R0 ~ R3變址寄存器內(nèi)容與形式地址之和為操作數(shù)地址PC內(nèi)容與位移量之和為有效地址6型(110)跳步SKP執(zhí)行再下條指令 在正式編碼中就可以用該表中的類型來(lái)指定相應(yīng)的尋址方式。② 返回指令RSTRST指令是JMP指令的一個(gè)特例，但是RST只能采用自增性寄存器間接尋址表明轉(zhuǎn)移地址，并且指定寄存器為SP，即尋址方式(SP)+，則從堆棧中取出返回地址，然后SP+1。 SN74181概述如下所示。② 暫存器C,D取源操作數(shù)地址或者源操作數(shù)時(shí)，使用寄存器C，讀目的操作數(shù)地址或著謎底操作數(shù)時(shí)，使用寄存器D。⑵ 系統(tǒng)總線CPU通過(guò)系統(tǒng)總線也外界相連，但是為了簡(jiǎn)化，讓CPU直接連到總線上，不考慮信號(hào)的轉(zhuǎn)換和擴(kuò)展。如：寄存器尋址：Ri → A/B → ALU → 移位器 → 內(nèi)總線 → PC 寄存器間址：Ri → A/B→ ALU→ 移位器 → 內(nèi)總線→ MAR → 地址總線→ M；M → 數(shù)據(jù)總線→ MDR→ B→ ALU → 移位器→ 內(nèi)總線 → PC。② 寄存器 → 主存Ri → A/B→ ALU → 移位器 → 內(nèi)總線 → MDR → 數(shù)據(jù)總線 → M。即：M ←→ 數(shù)據(jù)總線 ←→ MDRMDR ←→ 數(shù)據(jù)總線 ←→ I/O接口另一種是DMA方式，即CPU放棄系統(tǒng)總線，由DMA控制器控制，通過(guò)數(shù)據(jù)總線實(shí)現(xiàn)主存與I/O設(shè)備之間的直接傳送，不動(dòng)用CPU中的寄存器與暫存器。EMAR /*寄存器MAR的使能端。⑶ 時(shí)鐘周期（節(jié)拍）以主存訪問(wèn)周期所需時(shí)間為時(shí)間周期的寬度。工作脈沖P的前沿作為打入寄存器的定時(shí)，標(biāo)志一個(gè)數(shù)據(jù)通路操作的完成。⑵ 輸出打入各個(gè)寄存器的打入脈沖信號(hào)，對(duì)輸入選擇器的操作信號(hào)，指令寄存器、地址寄存器、數(shù)據(jù)緩沖寄存器的使能信號(hào)等。D. 用二進(jìn)制模擬開(kāi)關(guān)MK1～MK24置24位微代碼，24位微代碼由LMD1～LMD24顯示燈顯示，高電平亮，低電平滅。③ 單步運(yùn)行A. 編程開(kāi)關(guān)置于運(yùn)行狀態(tài)。B. 運(yùn)行控制開(kāi)關(guān)置為運(yùn)行，運(yùn)行方式開(kāi)關(guān)置為連續(xù)狀態(tài)。若仔細(xì)閱讀微程序流程，就不難發(fā)現(xiàn)，機(jī)器指令的首地址只要第一次給入即可，PC會(huì)自動(dòng)加1，所以，每次按動(dòng)啟動(dòng)運(yùn)行開(kāi)關(guān)，只有在微地址燈顯示001100時(shí)，才設(shè)置內(nèi)容，直到所有機(jī)器指令寫完。對(duì)照微程序流程圖，觀察微地址顯示燈是否和流程一致。任何事情都要有一個(gè)爭(zhēng)取的規(guī)劃，爭(zhēng)取的方向，不可以走任何的捷徑，沒(méi)有不回跑就會(huì)飛的奇跡出現(xiàn)。東南大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系啟東計(jì)算機(jī)廠有限公司蔡明生, 周子群主編，數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)重點(diǎn)難點(diǎn)剖析與解題指導(dǎo)，湖南大學(xué)出版社 23 。從本次試驗(yàn)中我明白的不僅僅是專業(yè)知識(shí)，更深刻的體會(huì)到，正確的設(shè)計(jì)步驟與設(shè)計(jì)理念對(duì)一個(gè)設(shè)計(jì)進(jìn)程的嚴(yán)重影響。B. 撥動(dòng)總清開(kāi)關(guān)(0→1)，微地址清零，PC計(jì)數(shù)器清零，程序首地址為OOH。B. 撥動(dòng)總清開(kāi)關(guān)（0→1），微地址寄存器清零，程序計(jì)數(shù)器清零。設(shè)置方法如下：先將微地址開(kāi)關(guān)置1，再將UJ1上的排線換插到JSE1，然后將某個(gè)或幾個(gè)二進(jìn)制開(kāi)關(guān)置為0，相應(yīng)的微地址位即被強(qiáng)置為1，從而改變下一條微指令的地址。D. 按動(dòng)啟動(dòng)運(yùn)行開(kāi)關(guān)，啟動(dòng)時(shí)序電路，讀出微代碼，觀察顯示燈LMD1～LMD24的狀態(tài)，檢查讀出的微代碼是否與寫入的相同，如果不同，則將編程開(kāi)關(guān)置為寫入狀態(tài)。B. 運(yùn)行控制開(kāi)關(guān)置為運(yùn)行，運(yùn)行方式開(kāi)關(guān)置為單步狀態(tài)。 M amp。作為分步操作的時(shí)間標(biāo)志。 取指周期FT 源周期ST 目的周期DT 執(zhí)行周期ET 中斷周期IT不同類型指令所需的工作周期可能不同。⑵結(jié)構(gòu)－ 指令譯碼器－ 時(shí)序發(fā)生器－ 編碼器－ 微操作信號(hào)發(fā)生器 輸入和輸出端口定義⑴輸入RST /*復(fù)位信號(hào)CONSOL /*控制臺(tái)輸入（鍵盤）；IO /*IO設(shè)備接口；PSW /*寄存器PSW；TIM_QUE /*時(shí)序系統(tǒng)（三級(jí)時(shí)序）；IR_CODE /*指令輸入(16 位)；⑵輸出READ /*讀存儲(chǔ)器；WRITE /*寫存儲(chǔ)器；CPR0 /*寄存器R0的打入脈沖CPR1 /*寄存
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