硬連線控制器設(shè)計(jì)(更新版)
【正文】 連線控制器部分進(jìn)行編程就行了。在條件轉(zhuǎn)移指令中，代表當(dāng)前PC的值，offset是一個(gè)四位的有符號(hào)數(shù)，第三位是符號(hào)位，0代表正數(shù)，1代表負(fù)數(shù)。，XX代表任意值，Rs代表源寄存器號(hào)，Rs代表目的寄存器號(hào)。四、硬連線控制器邏輯模塊圖 本實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計(jì)硬連線控制器，而仍然利用實(shí)驗(yàn)臺(tái)的數(shù)據(jù)通路和其他模塊。時(shí)序信號(hào)發(fā)生器收到信號(hào)LONG后產(chǎn)生W3。在同學(xué)和教員的幫助下，完成了一部分工作，但程序依然存在著一些問(wèn)題，結(jié)果實(shí)驗(yàn)還是沒(méi)有完全做完。因?yàn)槠鶈?wèn)題，在此僅貼出操作臺(tái)操作和部分有代表性的指令的仿真過(guò)程，（ADD，AND，LD，JC，JMP，STP）其余仿真代碼在程序包里，因?yàn)椴](méi)有燒到芯片里，也沒(méi)有真正的實(shí)現(xiàn)，所以實(shí)際源程序可能還存在著一些問(wèn)題。圖11 JC指令執(zhí)行仿真圖（SW為000，IR7~4為1001）圖12 JMP指令執(zhí)行仿真圖（SW為000，IR7~4為1110）圖13 STP指令執(zhí)行仿真圖八、測(cè)試程序 測(cè)試程序是在源程序編寫完成并仿真成功并燒到芯片里以后用于在模型計(jì)算機(jī)上完整的測(cè)試源程序的。具體為：從state0開(kāi)始，判斷SW，若SW符合要求（值5），進(jìn)入state1（next_state=state1），否則回到state0（next_state=state0）；state1：判斷SW、ST0，若執(zhí)行程序（SW=000）且ST0=0或讀存儲(chǔ)器（SW=010）或?qū)懘鎯?chǔ)器（SW=001），則next_state=state1，否則next_state=state2；state2：判斷SW、IR、ST0，若為執(zhí)行指令（SW=000）的LD（IR7~4=0101）或ST(IR7~4=0110)，則next_state=state3，若為寫寄存器操作(SW=100)且ST0=0或執(zhí)行指令但不為L(zhǎng)D或ST，則next_state=W1，若都不符合，next_state=state0；state3：next_state=state1；因此，參考流程圖可知，對(duì)于不同的操作模式和指令的狀態(tài)轉(zhuǎn)換為：寫存儲(chǔ)器：state0——state1——state1讀存儲(chǔ)器：state0——state1——state1讀寄存器：state0——state1——state2寫寄存器：state0——state1——state2——state1——state2指令：LD/ST：state0——state1——state1——state2——state3其他：state0——state1——state1——state2源程序完成以后，要進(jìn)行仿真，因此需要設(shè)計(jì)測(cè)試程序。因?yàn)閷?duì)Verilog語(yǔ)言的掌握還不夠熟練，所以編程過(guò)程中也出現(xiàn)了很多或大或小的問(wèn)題，比如說(shuō)賦值的時(shí)候是用=還是=（=和=表達(dá)的意義是不同的，只有在assign語(yǔ)句中用=，而在其他的賦值語(yǔ)句中一般用=），狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)化條件的確定，判斷轉(zhuǎn)移條件時(shí)是用信號(hào)判斷（LONG、SHORT等）還是利用操作模式和IR值判斷（我們后來(lái)利用SW、IR和ST0判斷）等等。由畫出控制器流程圖到Verilog語(yǔ)言的源代碼的實(shí)現(xiàn)，再到編寫仿真程序進(jìn)行仿真，其間過(guò)程會(huì)出現(xiàn)很多的問(wèn)題，需要很大的耐心和細(xì)心，當(dāng)中不僅要對(duì)TEC8實(shí)驗(yàn)臺(tái)的操作相當(dāng)熟悉，而且要對(duì)機(jī)器周期與時(shí)序的關(guān)系以及控制器各模塊的理解很透徹才行。計(jì)算機(jī)組成原理的實(shí)驗(yàn)終于全部做完了，整體來(lái)講效果還是很好的，對(duì)于自己的幫助也還是很大的，通過(guò)這幾次實(shí)驗(yàn)，我也更加明白了計(jì)算機(jī)的運(yùn)行原理和基本構(gòu)造，鍛煉了自己的動(dòng)手實(shí)踐能力，收獲很多！
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