計算機(jī)組成原理課程設(shè)計--有帶進(jìn)位加法和立即數(shù)尋址方式的模型機(jī)(編輯修改稿)
2024-07-10 15:13 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 LDAR 1 1 0 PCB 1 1 0 LDPC 表中 uA0~uA5 為 6 位的下一條微指令的地址 ,A、 B、 C 為 3個譯碼字段 ,分別由三個控制位譯碼出多位。 C 字段中的 P(1)~P(4)是四個測試字位。其功能是根據(jù)機(jī)器指令及相應(yīng)微代碼進(jìn)行譯碼，使微程序轉(zhuǎn)入相應(yīng)的微地址入口，從而實(shí)現(xiàn)微程序的順序、分支、循環(huán)運(yùn)行，其原理如圖 2所示。圖中 I7~I2 為指令寄存器的 7~2 位輸出， SE5~SE1 為微控器單元微地址鎖存器的強(qiáng)制端輸出。 AR 為算術(shù)運(yùn)算是否影響進(jìn)位及判零標(biāo)志控制位，其為零有效。 B字段中的 RSB、 R0B、 RIB分別為源寄存器選通信號、目的寄存器選通信號及變址寄存器選通信號，其功能是根據(jù)機(jī)器指令進(jìn)行三個工作寄存器 R0、 R1及 R2 的選通譯碼，其原理圖如圖 3所示，圖中 I0~I3 為指令積存器的第 0~3 位， LDRi 為打入工作寄存器信號的譯碼器使能控制位。 （ 2）指令譯碼電路 第 4 頁 共 17 頁 圖 21指令譯碼電路 （ 3）寄存器譯碼電路 圖 22 寄存器譯碼 電路 第 5 頁 共 17 頁 圖 23微程序控制電路 實(shí)驗(yàn)裝置 計算機(jī)組成原理 THTJZ2 型教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)一臺，排線若干。 計算機(jī)組成原理控制軟件。 第 6 頁 共 17 頁 第三章 模型機(jī)的設(shè)計驟 設(shè)計一臺完整的計算機(jī)，大致需按如下的順序來考慮： 確定設(shè)計目標(biāo) 確定所設(shè)計計算機(jī)的功能和用途。 確定指令系統(tǒng) 確定數(shù)據(jù)的表示格式、位數(shù)、指令的編碼、類型、需要設(shè)計哪些指令及使用的尋址方式，并給出具體的編碼，比如指令的操作碼，地址碼等的位數(shù)及各種編碼的含義。 確定總體結(jié)構(gòu) （寄存器、加法器、選擇器的設(shè)置與數(shù)據(jù)通路的設(shè)計） 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計包含確定各部件設(shè)置以及它們之間的數(shù)據(jù)通路結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上，就可以擬出各種信息傳輸路徑，以及實(shí)現(xiàn)這些傳輸所需要的微命令。 對于部件設(shè)置，比如要確定運(yùn)算器部件采用什么結(jié)構(gòu)，控制器是微程序控制還是硬聯(lián)控制等。 綜合考 慮計算機(jī)的速率、性能價格比、可靠性等要求，設(shè)計合理的數(shù)據(jù)通路結(jié)構(gòu)，確定采用何種方案的內(nèi)總線及外總線。數(shù)據(jù)通路不同，執(zhí)行指令所需要的操作就不同，計算機(jī)的結(jié)構(gòu)也就不一樣。 設(shè)計指令執(zhí)行流程 數(shù)據(jù)通路確定后，就可以設(shè)計指令系統(tǒng)中每條指令的執(zhí)行流程。 根據(jù)指令的復(fù)雜程度，確定每條指令所需要的機(jī)器周期數(shù)。對于微程序控制的計算機(jī)，根據(jù)總線結(jié)構(gòu)，需考慮哪些微操作可以安排在同一條微指令中，哪些微操作不能安排在同一條微指令中。 確定微程序地址 確定后續(xù)微地址的形成方法，確定每個微程序地址及分支轉(zhuǎn)移地址。 第 7 頁 共 17 頁 微指令代碼化 根據(jù)微指令格式，將微程序流程中的所有微指令代碼化。首先寫出每個微地址以及該地址對應(yīng)的微指令代碼（共 24位二進(jìn)制信息），如下表所示： 微地址 S3 S2 S1 S0 M CN WE A9 A8 A B C UA5? UA0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 3 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 其中：微地址表示控制存儲器的地址，后面的 24位表示微指令。 然后將每個微地址和對應(yīng)的微指令轉(zhuǎn)換成 16 進(jìn)制，并寫在一行，格式為： $M********，前面 2個‘ *’表示該微指令的在微控制器中的地址，后面 6個 ‘ *’表示該微指令代碼 。如上述表中的四條微指令寫成： $M00018110：表示在控制存儲器地址 00h 處的代碼是 018110h。 $M0101ED82：表示在控制存儲器地址 01h 處的代碼是 01ED82h。 $M0200C048：表示在控制存儲器地址 02h 處的代碼是 00C048h。 $M0300E004：表示在控制存儲器地址 03h 處的代碼是 00E004h。 編寫工作程序并代碼化 編寫測試用的工作程序，并寫出內(nèi)存映像，用二進(jìn)制表示。然后代碼化用 16進(jìn)制來表示，格式為： $P****，前面 2個‘ *’表示該內(nèi)存的地址，后面 2個‘ *’表示該地址的數(shù)據(jù)。例如： $P0044：表示在內(nèi)存地址 00h 處的數(shù)據(jù)是 44h。 $P0146：表示在內(nèi)存地址 01h 處的數(shù)據(jù)是 46h。 第 8 頁 共 17 頁 聯(lián)機(jī)操作文件的建立 為了從 PC 機(jī)下載工作程序和微程序，需要建立聯(lián)機(jī)操作文件，該文件是普通的文本文件，擴(kuò)展名為 TXT，可用記事本來建立的，要求： 測試用的工作程序排在文件的前面，每個內(nèi)存地址及代碼占一行；
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