JUC2模型機微程序設(shè)計計算機組成原理課設(shè)

1、江蘇大學(xué)計算機學(xué)院2019年2月計算機組成原理課程設(shè)計報告JUC2模型機的微程序設(shè)計姓名 學(xué)號 專業(yè)指導(dǎo)教師江蘇大學(xué)計算機學(xué)院2015年6月 30日i江蘇大學(xué)計算機學(xué)院2019年2月1熟悉微程序的設(shè)計和調(diào)試方法1.1 目標(biāo)要求(1)掌握微程序的設(shè)計方法(2)熟悉利用調(diào)試軟件運行、調(diào)試微程序的方法1.2 微程序設(shè)計1.2.1 取指令的微程序設(shè)計微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F900020080001100020000001 ：PCoe, ARce00100069002000012110002 1ARoe' , RDDRce',

2、PCinc002CC000003630000000003DRoe, IRce00300000404000000002004 BM21.2.2 取目的操作數(shù)的微程序設(shè)計(1)直接尋址的微程序微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F900600000A2800000000502CBM502C20080033100020000033 1PCoe ,ARce03300069034000012110034 1ARoe',RD,DRce',PCinc034C0080035600020000035DRoe,ARce03500061036000012

3、010036ARoe',RD,DRce'036D4000007640000000007DRoe,TRce1.2.3 執(zhí)行階段的微程序設(shè)計(1) INC指令的微程序微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F90711A700E50069300000050INC,SVce,PSWce(2)保存運算結(jié)果的微程序微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F905160030052300003000052Soe,DRce05200052200500001020000ARoe,DRoe',WR(2)

4、JMP指令的微程序微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F9070A4000200510000001000ARoe,PCce(3) DEC指令的微程序微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F90721AB00E5006A300007050DEC, SVce, PSWce1.3 調(diào)機程序設(shè)計程序1-10030:0460;INC 0040H0031:0040;0032:0420;JMP 0030H0033:0030;程序1-20030:04A0;DEC FF02H0031:FF02;0032:0420;JMP

5、0030H0033:0030;1.5 小結(jié)今天是課設(shè)第一天，在開始之前，老師對大致的過程做了一些講解。主要通過本次 上機試驗，是要適應(yīng)一下實驗室的環(huán)境，軟件環(huán)境。為以后的課設(shè)做準(zhǔn)備。然后開始做 的時候，有一些困難，不過過了一段時間，大約能夠熟悉了，條理比較清晰。做出 INC 的時候感覺很興奮，期待著第二天的課設(shè)。2雙操作數(shù)指令的設(shè)計與調(diào)試2.1 目標(biāo)要求(1)完成雙操作數(shù)指令的微程序設(shè)計與調(diào)試(2)完成取原操作數(shù)和取目的操作數(shù)的微程序設(shè)計與調(diào)試2.2 微程序設(shè)計2.2.1 取指令的微程序設(shè)計(略，同1.2.1)2.2.2 取源操作數(shù)(見附錄流程圖)(1)立即尋址的微程序微地址(H)微指令(H)

6、微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F900400000A08000000000008BM500B20080012100020000012 1PCoe ,ARce01200069016000012110016ARoe',RD,DRce',PCinc016D0000006640000000006DRoe,TRce(2)直接尋址的微程序微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F900C20080013100020000013PCoe ,ARce01300069014000012110014ARoe',RD,DR

7、ce',PCinc014C0080015600020000015DRoe,ARce01500061016000012010016ARoe',RD,DRce'016D0000006640000000006DRoe,TRce2.2.3 取目的操作數(shù)(見附錄流程圖)(1)立即尋址微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F900600000A28000000000028BM502B00000007000000000007BM0(2)直接尋址微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F9006000

8、00A28000000000028BM502C20080033100020000033PCoe ,ARce03300069034000012110034ARoe',RD,DRce',PCinc034C0080035600020000035DRoe,ARce03500061036000012010036ARoe',RD,DRce'036D4000007640000000007 DRoe,TRce2.2.4 執(zhí)行階段的微程序設(shè)計(3) MOV指令的微程序設(shè)計微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F9041940000404

9、50000000040TRoe, Ace04000300E500003000070501SVce(4) ADD指令的微程序設(shè)計微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F904298700E50461300007050TRoe, ADD, SVce, PSWce(5)SUB指令的微程序設(shè)計微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F904498F00E50463300007050TRoe, SUB, SVce, PSWce(6)ADDC指令的微程序設(shè)計微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F

10、4F5F6F7F8F904398B00E50462300007050TRoe, ADDC, SVce, PSWce2.3調(diào)機程序設(shè)計程序2-10030:1620;MOV #0101,0040H0031:0101;0032:0040;程序2-20030:1620;MOV #0101,0040H0031:0101;0032:0040;0033:4620;SUB #FFFF, 0040H0034:FFFF;0035:0040;程序2-30030:2820;ADD 0043H, 0041H0031:0043;0032:0041;0033:3820; ADDC 0042H, 0040H0034:0042

11、;0035:0040;測試數(shù)據(jù)0040:0001;0041:0111;0042:0000;0043:0001;2.5總結(jié)第二天我們要完成雙操作數(shù)的微程序設(shè)計，剛開始老師說選一條指令來完成，當(dāng)時 沒明白老師的意思，結(jié)果我選了其中的一個立即尋址來做，做到取目的操作數(shù)的時候， 微地址直接回到了 0 0 0。經(jīng)過詢問發(fā)現(xiàn)，應(yīng)該先把所有的微地址都寫下來，然后輸入 匯編指令的時候在慢慢執(zhí)行。9運行調(diào)試記錄表學(xué)號 姓名操彳/說明微地址 微指令運行結(jié)果及分析操彳/說明微地址 微指令運行結(jié)果及分析江蘇大學(xué)計算機學(xué)院2019年2月3條件轉(zhuǎn)移指令的設(shè)計與調(diào)試3.1 目的要求(1)為CPU擴充轉(zhuǎn)移指令(2)完成轉(zhuǎn)移指

12、令的微程序設(shè)計與調(diào)試3.2 微程序設(shè)計3.2.1 取指令的微程序設(shè)計(略，同1.2.1)3.2.2 取源操作數(shù)(1)相對尋址微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令1 F0F1F2F3F4LF5F6F7F8F900F2008001D10002000001DPCoe ,ARce01D0006901E00001211001EARoe',RD,DRce',PCinc01ED400001F65000000001F 1DRoe,Ace01F20700020101300000020 1PCoe,ADD,SVce02060080015300020000016Soe,ARce016D00

13、00006640000000006DRoe,TRce3.2.3 取目的操作數(shù)(1)相對尋址微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F902F2008003D10002000003D PCoe, ARce03D0006903E00001211003E ARoe',RD,DRce ',PCinc03ED400003F65000000003F DRoe, Ace03F20700032101300000032PCoe,ADD ,SVce03260080035300020000035Soe,ARce03500061036000012010036A

14、Roe',RD,DRce',036D4000007650000000007DRoe, Ace3.2.4 執(zhí)行階段的微程序設(shè)計(1) CMP指令的微程序設(shè)計微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F904998C00200463000001000TRoe, SUB, PSWce(2) JC指令的微程序設(shè)計微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F906800000626000000003026NOP(3) HALT指令的微程序設(shè)計微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F

15、5F6F7F8F905800000058000000000058(4) JNZ指令的微程序設(shè)計微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F906D00000626000000003026NOP(5) TEST指令的微程序設(shè)計微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F904A99400200465000001000TRoe, AND, SVce,3.3 調(diào)機程序設(shè)計程序3-10030H:1601;MOV #0002, R10031H:0002;0032H:9601;CMP #0001, R10033H:0001;0

16、034H:0220;JC 0040H0035H:0040;0036H:1620;MOV #0001H, FF01H0037H:0001;0038H:FF01;0039H:0000;HALT0040H:1620;MOV #0080H, FF01H0041H:0080;0042H:FF01;0043H:0000;HALT程序3-2 只注明與程序3-1不同的生存單兀0032H:A601;TEST #000F, R10033H:000F;0034H:0360;JNZ 0040H0035H:0040;程序3-30030H:0460;INC FF02H0031H:FF02;0032H:0001;NOP00

17、33H:0460;INC 0028H0034H:0028;0035H:9620;CMP #FFFF, 0028H0036H:FFFF;0037H:0028;0038H:0220;JC 0040H0039H:0040;003AH:0420;JMP 0032H003BH:0032;0040H:0420;JMP 0030H0041H:0030;程序3-40030H:1800;MOV 0028H, R00031H:0028;0032H:1428;MOV (R0)+, (0029H)0033H:0029;0034H:9600;CMP #0109, R00035H:0109;0036H:0220;JC 0

18、040H0037H:0040;0038H:0460;INC 0029H0039H:0029;003AH:0420;JMP 0032H003BH:0032;0040H:0000;HALT測試數(shù)據(jù)33334444777788880100H0108H : 11112222555566663.5總結(jié)第三天開始時先將第二天遺留的最后一題完成，然后就開始編寫條件轉(zhuǎn)移指令相關(guān) 的微程序。ii江蘇大學(xué)計算機學(xué)院2019年2月4移位指令的設(shè)計與調(diào)試4.1 目的要求(1)為CPU擴充移位指令(2)完成移位指令的微程序設(shè)計與調(diào)試4.2 微程序設(shè)計4.2.1 取指令的微程序設(shè)計(略，同1.2.1)4.2.2 取源操作

19、數(shù)、目的操作數(shù)的微程序設(shè)計(見附錄流程圖)4.2.3 執(zhí)行階段的微程序設(shè)計(1) SHR的微程序設(shè)計(SAR, ROR, RCR與此指令類似，只有入口地址不同)微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F906318100E50060100007050SRce, PSWce(2) ROL的微程序設(shè)計(SHL, RCL與此指令類似，只有入口地址不同)微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F906418200E50060200007050SLce, PSWce4.3 調(diào)機程序設(shè)計程序4-10030:1600;MOV

20、 #0001,R0;0031:0001;0032:00C0;SHR, R0;0033:0238;JC 'FFFDH;0034:FFFD;程序4-20030:1601; MOV #0505 , R1;0031 :0505;0032:A601; TEST #0001 , R1;0034:0338; JZ 0003;0035:0003;0036:0101; ROL,R1;0037:0420; JMP 0032H;0038:0032;程序4-30030:1600; MOV #0001 , R0;0031;0001;0032:1060; MOV ,R0,FF01H;0033:FF01;00340

21、100; ROL R000359600; CMP #0100,R00036008000370320 JZ 0030H0038003000390420 JMP 00324.5總結(jié)覺得這個CPU移位指令比較困難，然后請教了很多人，大致的也理解了很多15江蘇大學(xué)計算機學(xué)院2019年2月5堆棧相關(guān)指令的設(shè)計與調(diào)試5.1 目的要求(1)為 CPU 擴充 PUSH、POP、CALL、RET 指令(2)完成微程序設(shè)計5.2 微程序設(shè)計(1) PUSH的微程序設(shè)計微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F90780300009B00030000009BSVce09B6

22、003009c30000300009C Soe,DRce09C0030008675000000009D SPoe,Ace09D6003008700A30000009EDEC,SVce09E00052200370020000052Soe,ARce,SPce(2) POP的微程序設(shè)計微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F907900300090000300000091SVce09060030091540000000090 1ARoe, TRce091F4000092700020000092 1SPoe, ARce09202700093009300000

23、093INC,SVce0937C080052370020000052Soe, ARce,SPce(3) CALL的微程序設(shè)計微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F907AF400007B75000000007BSPoe, Ace07BB2B0007C54A30000007C 1DEC, SV, ARoe, TRce07C7C08007D37002000007D 1Soe, ARce, SPce07D2003007F10000300007EPCoe, DRce07E84052000410011020000ARoe: DRoe: WR, TRoe, P

24、Cce(4) RET的微程序設(shè)計微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F905AF40800A07500200070A0SPoe, ARce,Ace0A0000610A10000120100A1ARoe: RD, DRcS0A1C40000A2'6100000000A2DRoe, PCce0A2027000A30093000000A3INC,SVce0A37C000000370000000000Soe,SPce5.3 調(diào)機程序設(shè)計程序5-10030H : 0460;0031H: 0040;0032H: 06A0;0033H: 0048;003

25、4H: 0000;0048H: 0460;0049H: 0041;004AH: 0002;程序5-20030H : 1 800;0031H: 0048;0032H: 06A0;0033H: 0040;0034H: 1020;0035H: 0049;0036H: 0000;0040H: 1001; 0041H-0043H:0044H: 0081;0045H: 2040;0046H: 0002;INC 0040HCALL 0048HHALTINC 0041HRETMOV 0048H, R0CALL 0040HMOV R0, 0049HHALTMOV R0, R10080; SHL R0SHL R1

26、ADD R1, R0RET5.5 總結(jié)通過本次上機實驗，完成了 CPU的PUSH, POP, CALL, EET指令的擴充，并完 成了微程序設(shè)計。通過很長時間的研究，把壓棧和出棧搞明白了。6中斷系統(tǒng)的設(shè)計與調(diào)試6.1 設(shè)計目標(biāo)完成整個中斷過程各個環(huán)節(jié)的設(shè)計6.2 設(shè)計任務(wù)6.2.1 編寫中斷隱指令的微程序(1)中斷隱指令的微程序微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F9080F400008175C000000081SPoe,Ace08122B30082r 10A303000082DEC,SVce,PCoe,DRce082740800831 55005

27、1 0000083Soe,ARce,Ace08300052084000011020084ARoe: WR,DRoe'08402B3308500A30:3030085DEC,SVce,PSWoe,DRce085000520861 370021 0000086Soe,ARce,SPce,08600052087000011020087ARoe' ,DRoW/R08700027088000002070088INTA,DRce088C00800891 600021 0000089DRoe,ARce0890006108A00001201008AARoe: RD,DRce,08AC40060

28、00610000060000DRoe,PCce,CLT(2) EI指令的微程序設(shè)計微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F905C00005000000000050050STI(3) DI的微程序設(shè)計微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F905D00006000000000060050SLI(4) RETI指令的微程序設(shè)計微地址(H)微指令(H)微指令字段(H)微命令F0F1F2F3F4F5F6F7F8F905BF408305E75002005005E 1SPoe,Ace,ARce05E0276105F00932200005FINC,ARce,DRc6SVce05F7C000060370000000060Soe,SPce060C4000000610000000000DRoe,PCce6.3總結(jié)因為時間的限制，只是輸入了中斷的微指令，還沒有實現(xiàn)中斷系統(tǒng)的設(shè)計與調(diào)試, 熟悉中斷隱指令的微程序的操作步驟，然后多重中斷（中斷嵌套）也沒有完成?？偨Y(jié)這次的計算機組成原理課程設(shè)計，