【文章內(nèi)容簡介】 放到 R0 中。 3. STA 指令 PCAR:將 PC 里的值放入到地址寄存器 AR 中， PC+1：計數(shù)器的值加一，指向這條指令的地址碼， 計算機組成原理課程設(shè)計 9 PCAR:將 PC 里的值放入到地址寄存器中， PC+1：計數(shù)器中的值是指向下一條指令的操作碼。 RAMBUS :將 STA 的地址碼放到總線上， BUSAR:將 STA 的地址碼放到地址寄存器上， R0BUS：將 R0 中的數(shù)據(jù)放到總線上， BUSRAM:將 BUS 上的數(shù)據(jù)放到地址寄存器的對應(yīng)的存儲單元中。 4. OUT 指令 根據(jù) PC里面的數(shù)值將 OUT指令的操作碼取出放入到指令寄存器， PC+1，又根據(jù) PC 里的內(nèi)容取出指令的地址碼，根據(jù)地址碼，取出對應(yīng)存儲單元的數(shù)據(jù)通過總線，放到 DR1 中，最后輸出到顯示屏上。 5. JMP 指令 無條件轉(zhuǎn)移指令 JMP，以緊跟在操作碼后的字節(jié)的內(nèi)容作為轉(zhuǎn)移地址。將該字節(jié)的內(nèi)容送給程序計數(shù)器 PC，實現(xiàn)程序的轉(zhuǎn)移： AR← PC， PC← PC+1 ；以 PC 的內(nèi)容作為取數(shù)據(jù)的地址 BUS← RAM， PC← BUS ；將 RAM 內(nèi)容送 PC，實現(xiàn)程序轉(zhuǎn)移 將每一條指令的微操作編輯在一起，就得到全部指令的微程序流程圖，如圖22所示。 計算機組成原理課程設(shè)計 10 第三章 系統(tǒng)設(shè)計 CPU 頂層設(shè)計 根據(jù)圖 21將各個部件設(shè)計出來，然后進行仿真，仿真成功之后，將各個部件通過總線連接起來，完成頂層的設(shè)計。 算術(shù)邏輯單元 ALU 是 ALU181，其運算功能與 74LS181 類似，但用 VHDL 語言編寫 ,是一個 8 位的運算器。，其代碼如下 LIBRARY IEEE。 USE 。 USE 。 ENTITY ALU181 IS PORT ( S : IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0 )。 A : IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0)。 B : IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0)。 F : OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0)。 COUT : OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0)。 M : IN STD_LOGIC。 CN : IN STD_LOGIC。 CO : OUT STD_LOGIC。 FZ : OUT STD_LOGIC )。 END ALU181。 ARCHITECTURE behav OF ALU181 IS SIGNAL A9 : STD_LOGIC_VECTOR(8 DOWNTO 0)。 SIGNAL B9 : STD_LOGIC_VECTOR(8 DOWNTO 0)。 SIGNAL F9 : STD_LOGIC_VECTOR(8 DOWNTO 0)。 BEGIN A9 = 39。039。 amp。 A 。 B9 = 39。039。 amp。 B 。 PROCESS(M,CN,A9,B9,S) BEGIN CASE S IS WHEN 0000 = IF M=39。039。 THEN F9=A9 + CN 。 ELSE F9=NOT A9。 END IF。 WHEN 0001 = IF M=39。039。 THEN F9=(A9 OR B9) + CN 。 ELSE F9=NOT(A9 OR B9)。 END IF。 WHEN 0010 = IF M=39。039。 THEN F9=(A9 OR (NOT B9))+ CN 。 ELSE F9=(NOT A9) AND B9。 END IF。 WHEN 0011 = IF M=39。039。 THEN F9= 000000000 CN 。 ELSE F9=000000000。 END IF。 WHEN 0100 = IF M=39。039。 THEN F9=A9+(A9 AND NOT B9)+ CN 。 ELSE F9=NOT (A9 AND B9)。 END IF。 WHEN 0101 = IF M=39。039。 THEN F9=(A9 OR B9)+(A9 AND NOT B9)+CN 。 ELSE F9=NOT B9。 END IF。 WHEN 0110 = IF M=39。039。 THEN F9=A9 B9 CN 。 ELSE F9=A9 XOR B9。 END IF。 WHEN 0111 = IF M=39。039。 THEN F9=(A9 AND (NOT B9)) CN 。 ELSE F9=A9 AND (NOT B9)。 END IF。 WHEN 1000 = IF M=39。039。 THEN F9=A9 + (A9 AND B9)+CN 。 ELSE F9=(NOT A9) OR B9。 END IF。 計算機組成原理課程設(shè)計 11 WHEN 1001 = IF M=39。039。 THEN F9=A9 + B9 + CN 。 ELSE F9=NOT(A9 XOR B9)。 END IF。 WHEN 1010 = IF M=39。039。 THEN F9=(A9 OR (NOT B9))+(A9 AND B9)+CN 。 ELSE F9=B9。 END IF。 WHEN 1011 = IF M=39。039。 THEN F9=(A9 AND B9) CN 。 ELSE F9=A9 AND B9。 END IF。 WHEN 1100 = IF M=39。039。 THEN F9=A9 + A9 + CN 。 ELSE F9= 000000001。 END IF。 WHEN 1101 = IF M=39。039。 THEN F9=(A9 OR B9) + A9 + CN 。 ELSE F9=A9 OR (NOT B9)。 END IF。 WHEN 1110 = IF M=39。039。 THEN F9=(A9 OR(NOT B9)) +A9 + CN 。 ELSE F9=A9 OR B9。 END IF。 WHEN 1111 = IF M=39。039。 THEN F9=A9 CN 。 ELSE F9=A9 。 END IF。 WHEN OTHERS = F9= 000000000 。 END CASE。 IF (A9=B9) THEN FZ = 39。039。 。 ELSE FZ = 39。139。 END IF。 END PROCESS。 F= F9(7 DOWNTO 0) 。 CO = F9(8) 。 COUT = 0000 WHEN F9(8) = 39。039。 ELSE 0001 。 END behav。 ALU 的兩個 8 位數(shù)據(jù)輸入端的數(shù)據(jù)暫存器 DR1 和 DR2，則用 LPM 模塊數(shù)據(jù)鎖存器 lpm_latch 構(gòu)成，為 ALU 提供運算數(shù)據(jù)。 程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器 程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器共用一個存儲器 RAM。用 lpm_ram_dq 模塊來實現(xiàn)。數(shù)據(jù)線為 8 位，地址線也為 8 位。存儲器的數(shù)據(jù)輸入端直接與內(nèi)部總線相連，數(shù)據(jù)輸出端通過三態(tài)緩沖器與內(nèi)部總線相連，地址總線 h和地址寄存器 AR連接。 采用鎖存器結(jié)構(gòu)，調(diào)