計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)--有帶進(jìn)位加法和立即數(shù)尋址方式的模型機(jī)-在線瀏覽
2024-07-31 15:13本頁面
【正文】 條機(jī)器指令： IN(輸入 )、 ADC(帶進(jìn)位加法 )、 OUT(輸出 )、 STA（存數(shù)）、 JMP（無條件轉(zhuǎn)移），加法指令的尋址方式為立即數(shù)尋址。使用 R0寄存器作為工作寄存器。 設(shè)計(jì)目標(biāo) 在設(shè)計(jì)完本程序后，所設(shè)計(jì)模型機(jī)能夠完成從一個外設(shè)輸入一個數(shù)到指定的寄存器中，另外輸入立即數(shù)并將其存入另一個、寄存器中，兩數(shù)進(jìn)行進(jìn)位相加并將結(jié)果保存到第一個寄存器，輸出結(jié)果，并顯示。 [指令格式 ] 助記符號 機(jī)器指令碼 功 能 IN 0000 0000 Input R0 ADC Imm 1110 0000 XXXX XXXX R0+Imm+CY R0 STA addr 0010 0000 XXXX XXXX R0 [addr] OUT addr 0011 0000 XXXX XXXX [addr] LED JMP addr 0100 0000 XXXX XXXX [addr] PC 第 3 頁 共 17 頁 第二章 準(zhǔn)備知識和實(shí)驗(yàn)設(shè)備 準(zhǔn)備知識 （ 1） 微指令格式 微指令字長共 24位，其控制位順序如下表所示： A字段 B字段 C字段 15 14 13 選擇 12 11 10 選擇 9 8 7 選擇 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 LDRi 0 0 1 RSB 0 0 1 P(1) 0 1 0 LDDR1 0 1 0 RDB 0 1 0 P(2) 0 1 1 LDDR2 0 1 1 RIB 0 1 1 P(3) 1 0 0 LDIR 1 0 0 299B 1 0 0 P(4) 1 0 1 LOAD 1 0 1 ALUB 1 0 1 AR 1 1 0 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。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。 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。 （ 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(jì)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。 第 6 頁 共 17 頁 第三章 模型機(jī)的設(shè)計(jì)驟 設(shè)計(jì)一臺完整的計(jì)算機(jī)，大致需按如下的順序來考慮： 確定設(shè)計(jì)目標(biāo) 確定所設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)的功能和用途。 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(jì)） 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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)。 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。數(shù)據(jù)通路不同，執(zhí)行指令所需要的操作就不同，計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)也就不一樣。 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)。 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。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。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。 $M0200C048：表示在控制存儲器地址 02h 處的代碼是 00C048h。 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。例如： $P0044：表示在內(nèi)存地址 00h 處的數(shù)據(jù)是 44h。 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； 微指令代碼排在文件的后面，每個微地址及微指令代碼占一行； 例如，下面是一個實(shí)驗(yàn)的文件 (文件名： )： $P0044 $P0146 $P0298 $M00018108 $M0101ED82
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