組成原理設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容指導(dǎo)

1、組成原理設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容指導(dǎo)【課程設(shè)計(jì)內(nèi)容】題目：指令系統(tǒng)及指令譯碼器設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容如下：1、指令系統(tǒng)設(shè)計(jì)：11、22、33、56號(hào)指令編號(hào)指令機(jī)器碼1機(jī)器碼2注釋11ADDC A, EM1000EM將存儲(chǔ)器EM地址的值加入累加器 A中，帶進(jìn)位22AND A, R?10101累加器A “與”間址存儲(chǔ)器的值33MOV R? A100000將累加器A中的值送入R?中56RLC A110111累加器A帶進(jìn)位左移2、模型機(jī)硬件設(shè)計(jì)：指令譯碼器3、邏輯電路設(shè)計(jì)：正邏輯的 SN74181芯片【系統(tǒng)設(shè)計(jì)】1、模型機(jī)邏輯框圖圖2芯片引腳邏輯框圖CPT邏輯框圖；痔存器組EMEEMWR111 RRD=O111 RKD-

2、OD自黃| R右蒔寄存器1UUMil乂L匚A累力1器 LxesROLU負(fù)工作寄桶X2 XI XO.段絨捋制RRD -.K1J制號(hào)徉控信安f f H操作信號(hào)捋制蓉R LRI52;1器1C15 屮斷信號(hào)TXT CODE圖3 CPU邏輯框圖2、指令系統(tǒng)設(shè)計(jì)11 ADDC A, EM類(lèi)型：算術(shù)運(yùn)算指令尋址方式：存儲(chǔ)器直接尋址功能：將存儲(chǔ)器EM地址的值加入累加器 A中，帶進(jìn)位22 AND A, R?類(lèi)型：邏輯運(yùn)算指令尋址方式：寄存器間接尋址功能：累加器A與”間址存儲(chǔ)器的值33 MOV R? A 類(lèi)型：數(shù)據(jù)傳送類(lèi)指令尋址方式：寄存器間接尋址功能：將累加器 A中的值送入R?中56 RLC A 類(lèi)型：邏輯操作

3、類(lèi)指令 功能：累加器 A帶進(jìn)位左移3、微操作控制信號(hào)1、XRD ： 外部設(shè)備讀信號(hào)，當(dāng)給出了外設(shè)的地址后，輸出此信號(hào)，從 指定外設(shè)讀數(shù)據(jù)。2、EMWR： 程序存儲(chǔ)器 EM 寫(xiě)信號(hào)。3、EMRD： 程序存儲(chǔ)器 EM 讀信號(hào)。4、PCOE 將程序計(jì)數(shù)器 PC的值送到地址總線(xiàn) ABUS上(MAR)。5、EMEN： 將程序存儲(chǔ)器 EM 與數(shù)據(jù)總線(xiàn) DBUS 接通，由 EMWR 和EMRD決定是將DBUS數(shù)據(jù)寫(xiě)到EM中，還是從EM讀出數(shù)據(jù)送到DBUS6、IREN： 將程序存儲(chǔ)器 EM 讀出的數(shù)據(jù)打入指令寄存器 IR。7、EINT： 中斷返回時(shí)清除中斷響應(yīng)和中斷請(qǐng)求標(biāo)志，便于下次中斷。8、ELP： PC

4、打入允許，與指令寄存器 IR3、 IR2 位結(jié)合，控制程序跳 轉(zhuǎn)。9、FSTC 進(jìn)位置 1，CY=110、FCLC 進(jìn)位置 0，CY=011、 MAREN:將地址總線(xiàn) ABUS上的地址打入地址寄存器 MAR。12、13、MAROE:將地址寄存器MAR的值送到地址總線(xiàn) 12、13、14、STEN將數(shù)據(jù)總線(xiàn)DBUS上數(shù)據(jù)存入堆棧寄存器 ST中。15、RRD讀寄存器組R0-R3,寄存器R?的選擇由指令的最低兩位決16、RWR:寫(xiě)寄存器組R0-R3,寄存器R?的選擇由指令的最低兩位決17、CN:決定運(yùn)算器是否帶進(jìn)位移位,CN=1帶進(jìn)位，14、STEN將數(shù)據(jù)總線(xiàn)DBUS上數(shù)據(jù)存入堆棧寄存器 ST中。15

5、、RRD讀寄存器組R0-R3,寄存器R?的選擇由指令的最低兩位決16、RWR:寫(xiě)寄存器組R0-R3,寄存器R?的選擇由指令的最低兩位決17、CN:決定運(yùn)算器是否帶進(jìn)位移位,CN=1帶進(jìn)位，CN=0不帶進(jìn)18FEN將標(biāo)志位存入 ALU內(nèi)部的標(biāo)志寄存器。19、WEN:將數(shù)據(jù)總線(xiàn)DBUS的值打入工作寄存器 W中。20、AEN:將數(shù)據(jù)總線(xiàn)DBUS的值打入累加器 A中。21-23: X2 X0 : X2、X1、X0三位組合來(lái)譯碼選擇將數(shù)據(jù)送到DBUS上的寄存器。24-26: S2 S0: S2、S1、S0三位組合決定 ALU做何種運(yùn)算。4、 指令執(zhí)行流程5、助記符忤數(shù)微操作控制信號(hào)涉及的硬件11ADDC

6、 A, EMT7PCt marpcoe marenPC, MAR, EM, W, A,ALU, FT6EM t Wpc + 1EMEN EMRD WENT5W t marWENWARENT4EM t WEMEN EMRD WENT3A+W t DBUS t AS2 S0 AEN FEN22AND A, R?T5R? t MARWEN MARENR, DBUS, MAR,EM, W,A ALU,FT4EM t WEMEN EMRD WENT3A AND W t DBUS t AS2 S0 AEN FEN33MOV R?, AT3A t DBUS t R?AENA, DBUS,A56RLC AT4

7、Lt DBUS t WFEN,X=110 WENR, DBUS, W, A,FT3Wt DBUS t AAENCN取指周期開(kāi)始2PC-.MARIt 2PC-.MARIt OL MAKI XTIEM-WFMENTIEM-WFMENEMRDWENTORENW -1R K + TORENW -1R K + I5、組合邏輯控制器設(shè)計(jì)：假設(shè)該模型機(jī)采用組合邏輯控制器，根據(jù)指令執(zhí) 行流程，劃分機(jī)器周期及節(jié)拍，安排操作時(shí)序表，寫(xiě)出每個(gè)控制信號(hào)的邏輯 表示式（能夠只針對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容1”分配給你的指令去設(shè)計(jì)，不必考慮其它指 令，但操作碼、控制信號(hào)等必須遵循模型機(jī)已設(shè)定的）6、微程序控制器設(shè)計(jì)：假設(shè)該模型機(jī)采用微程序控制器，根據(jù)指令執(zhí)行流程，安排微指令格式，為每條微指令安排微地址及下址，設(shè)計(jì)微地址修改邏 輯。假設(shè)微指令采用水平格式，操作控制字段采用直