大慶師范學(xué)院 計算機組成原理課程設(shè)計 總結(jié)報告 設(shè)計題目 基本模型機的模擬設(shè)計與實現(xiàn)設(shè)計題目 基本模型機的模擬設(shè)計與實現(xiàn) 子子 題題 目 目 學(xué)生姓名 學(xué)生姓名 院院 別 別 專專 業(yè) 業(yè) 班班 級 級 學(xué)學(xué) 號 號 指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師 2011 年 7 月 8 日 2 3 目錄目錄 課課 程程 設(shè)設(shè) 計計 任任 務(wù)務(wù) 書書 4 4 一 一 微程序控制器的基本原理微程序控制器的基本原理 5 5 二 二 模型機的結(jié)構(gòu)模型機的結(jié)構(gòu) 6 6 三 三 微指令格式微指令格式 7 7 四 四 指令系統(tǒng)指令系統(tǒng) 9 9 五 五 指令流程圖指令流程圖 9 9 六 六 程序清單程序清單 1111 七 七 微程序清單微程序清單 1111 八 八 心得體會心得體會 1212 4 大大慶師慶師范學(xué)院范學(xué)院 課課 程程 設(shè)設(shè) 計計 任任 務(wù)務(wù) 書書 題目題目 專業(yè) 班級專業(yè) 班級 學(xué)號學(xué)號 姓名姓名 主要內(nèi)容 主要內(nèi)容 對基本模型機的設(shè)計與實現(xiàn) 能夠自己設(shè)計機器 指令并且能夠翻譯為微程序 并能將機器指令和微程序 分別打入模擬機的內(nèi)存和控制存儲其中 并通過程序調(diào) 試能將所編寫的程序正確運行 主要參考資料等 主要參考資料等 計算機組成原理 唐朔飛著 計算機組成原理 白中英著 計算機組成原理實驗指導(dǎo) 完完 成成 期期 限 限 一一周周 指指導(dǎo)導(dǎo)教教師師簽簽名名 年年 月月 日日 5 一 一 微程序控制器的基本原理微程序控制器的基本原理 在部件實驗過程中 各部件單元的控制信號是以人為模擬產(chǎn) 生的 而本次實驗將能在微程序控制下自動產(chǎn)生各部件單元的控 制信號 實現(xiàn)特定指令的功能 這里 計算機數(shù)據(jù)通路的控制 將有微程許序控制器來完成 CPU 從內(nèi)存中取出一條機器指令到 指令執(zhí)行結(jié)束的一個指令周期全部有微指令組成的序列來完成 即一條機器指令對應(yīng)一個微程序 本實驗的 4 條機器指令有 IN 輸入 RR 右移 NEG 求補 MOV 移動 OUT 輸出 其 中 IN 為單字長 8 位 MOV 為雙字長指令 其余為雙字節(jié)指 令 XXXXXXXX 為 addr 對應(yīng)的二進制地址碼 助記符 機器指令碼 說 明 ININ 0010 0000 數(shù)據(jù)開關(guān)狀態(tài) R0 RRRR R0 299 0110 0000 RO 不帶進位的右移 NEGNEG R0 1000 0000 RO addr 1 RO MOVMOV addr1 addr2 1100 1010 addr1 addr2 當擬定 取指 微指令時 該微指令的判別測試字段為 P 1 測 試 由于 取指 微指令是所有微程序都使用的公用微指令 因此 P 1 的測試結(jié)果出現(xiàn)多路分支 本機用指令寄存器的前 3 位 IR7 IR5 作為測試條件 出現(xiàn) 8 路分支 占用 8 個固定微地 址單元 6 二 二 模型機的結(jié)構(gòu)模型機的結(jié)構(gòu) 7 三 三 微指令格式微指令格式 8 9 四 四 指令系統(tǒng)指令系統(tǒng) 本實驗設(shè)計的機器指令程序如下 五 五 指令流程圖指令流程圖 地址內(nèi)容助記符說明 00H0010 0000IN R0 SW 數(shù)據(jù)開關(guān)狀態(tài) R0 01H0100 0000 RR R0 299RO 不帶進位的右移 02H0110 0000 NEG R0 求補R0 取反 0EH R0 03H0000 1000 04H1000 0001 MOV 09H 0AH 09H 0AH 05H0000 1001 06H0000 1010 08H0000 0001 NEG 取反加的 1 09H0101 0101 0AH 移動后存放的數(shù) 12 P 1 SW R0R0 299 右環(huán)移 299 R0 PC AR PC 1 RAM BUS BUS AR R0 DR1 R0 DR1 RAM BUS BUS DR2 DR1 DR2 R0 PC AR PC 1 RAM BUS BUS AR RAM BUS BUS DR1 PC AR PC 1 RAM BUS BUS AR DR1 BUS BUS RAM RAM BUS BUS IR 08 INRRNEGMOV 09 0A0B0C 02 03 04 05 07 10 11 12 0A 0A 0A 13 14 15 16 17 PC AR PC 1 運行微程 序 01 0A 13 六 六 程序清單程序清單 機器指令格式說明 P 代表機器指令 地址內(nèi)容助記符說明 P0020IN R0 SW數(shù)據(jù)開關(guān) R0 P0140RR R0 299R0 不帶進位的右移 P0260NEG R0 求補RO 取反 08H RO P0308 P0480MOV 09H 0AH P0509 P060A P0801取反 1 P0955 P0A移動后存放的數(shù) 七 七 微程序清單微程序清單 32 位微控制代碼說明 M 代表微指令 MXX XX XX XX XX 微地址 32 位微指令代碼 M00 00 00 00 80 空操作 M01 20 00 60 40 PC AR PC 1 M02 00 80 10 12 RAM IR M03 60 04 00 20 向右循環(huán)移動 M04 60 00 02 80 299 R0 M05 00 80 40 E0 RAM AR M06 06 40 02 80 M07 80 00 04 08 R0 DR1 M08 00 00 00 80 用戶自定義單元 M09 00 00 02 81 SW R0 M0A 80 00 0C C0 R0 299 M0B 20 00 60 A0 PC AR PC 1 M0C 20 00 60 C8 PC AR PC 1 M10 40 10 04 88 RO DR1 M11 00 80 08 48 RAM DR2 5 M12 40 29 02 80 DR1 DR2 R0 M13 00 80 40 28 RAM AR M14 00 80 04 A8 RAM DR1 M15 20 00 60 68 PC AR PC 1 M16 00 80 40 E8 RAM AR M17 40 3F 01 80 DR1 RAM 八 八 心得體會心得體會 經(jīng)過一周的努力 終于完成了這次學(xué)期的 計算機組成原理 科目的課程設(shè)計 雖然只有短短的一周 但是缺感覺學(xué)到了很多東 西 雖然本學(xué)期我們對 計算機組成原理 的內(nèi)容進行了深入 全面的學(xué)習(xí) 但是課程設(shè)計對我們來說是一個遙遠陌生而且感到 十分深奧的名詞 課本上對微程序的編寫這一部分講解的并不多 所以在實驗過程中我們遇到了很多困難 由于過去對基本模型機 知之甚少 所以心里很擔心最后的程序能否調(diào)試出來 不過在我 們小組的共同努力下最終將程序正確的調(diào)試了出來 并且我們從 中學(xué)到了整個課程設(shè)計的流程 首先分析題目 應(yīng)用所學(xué)的知識 設(shè)計畫出基本模型機微程序流程圖 然后根據(jù)流程圖寫出相應(yīng)的 機器指令 再次進行編寫微程序 然后是上機調(diào)試 檢測程序的 正確性 接下來就是接受驗收了 最后便是編寫設(shè)計報告 在整個實驗過程中我們遇到了甚多麻煩 其中最主要的有微 程序的編寫 它需要和指令格式表中進行嚴格的對照 尤其是在 UA5 UA0 的 6 位后續(xù)微地址 分別由 6 個控制位譯碼輸出多位 根據(jù) UA5 UA0 所對應(yīng)的代碼進行 P 測試 使微程序轉(zhuǎn)入相應(yīng)的微 地址入口 從而實現(xiàn)微程序的順序 分支 循環(huán) 再者就是在調(diào) 試程序中所遇到的困難 由于一個學(xué)期的使用實驗的模擬機的某 些部件可能存在問題 尤其常見的是電源線的故障 所以我們在調(diào) 試程序的過程中首先遇到的就是排除機器故障的問題 接下來便 是將相應(yīng)的機器指令存入內(nèi)存 微指令存入控制存儲器中 這些都 是一些比較瑣碎的工作所以稍微疏忽便會出錯 這次實驗再次讓我