張揚(yáng)計(jì)算機(jī)組成原理指令擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)

華北科技學(xué)院計(jì)算機(jī)學(xué)院綜合性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱 計(jì)算機(jī)組成原理 B實(shí)驗(yàn)學(xué)期 2015 至 2016 學(xué)年 第 二 學(xué)期學(xué)生所在院部 計(jì)算機(jī)學(xué)院年級(jí) 2014 專業(yè)班級(jí) 軟件B14-2學(xué)生姓名 張揚(yáng) 學(xué)號(hào) 201407044210任課教師 席振元實(shí)驗(yàn)成績(jī)計(jì)算機(jī)學(xué)院制華北科技學(xué)院計(jì)算機(jī)學(xué)院設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)報(bào)告《計(jì)算機(jī)組成原理 B》課程設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)報(bào)告開課實(shí)驗(yàn)室：計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)室 2016 年6月14 日實(shí)驗(yàn)題目 指令擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康纳钊肓私饨虒W(xué)計(jì)算機(jī)微程序控制器的組成和設(shè)計(jì)技術(shù)， 包括Am2910器件的功能與具體用法，教學(xué)計(jì)算機(jī)的總體組成和部件之間的連接方法，總之應(yīng)該深入理解控制器部件的組成、設(shè)計(jì)、控制與使用等諸項(xiàng)知識(shí)。二、設(shè)備與環(huán)境TEC-XP+教學(xué)機(jī)，微機(jī)(裝有WindowsXP、ISPLEVER、ispVMSystem等軟件)。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容在現(xiàn)有的基本指令系統(tǒng)上，擴(kuò)展 2條指令：ADTW、ADRM。四、實(shí)驗(yàn)步驟1、兩條指令的格式及功能寫明2條指令的格式、功能、尋址方式、操作碼編碼、微程序步數(shù)、微程序入口地址。指令格式：ADTWDR功能：DR+2->DR(DR內(nèi)的值自加2)尋址方式：寄存器尋址操作碼編碼：10100001（A1）微程序步數(shù)：2微程序入口地址：81指令格式：ADRMDR，[SR]功能：DR+[SR]->DR尋址方式：DR為寄存器尋址、[SR]為寄存器間接尋址操作碼編碼：11100011（E3）微程序步數(shù)：3微程序入口地址：832、指令所對(duì)應(yīng)的微程序第1頁(yè)華北科技學(xué)院計(jì)算機(jī)學(xué)院設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)報(bào)告每條指令對(duì)應(yīng)的微程序、每步功能及各自段值得意義指令A(yù)DTWDR對(duì)應(yīng)的微程序?yàn)椋喝肟谙轮稢I-0MARI8-6B口SSTDC2地址SCC3-0I2-0I5-3A口SSHSCIDC18100E04，33，08，01,10,08230304，33，08，01,10,0指令A(yù)DTWDR，[SR]對(duì)應(yīng)的微程序?yàn)椋喝肟谙轮稢I-0MARI8-6B口SSTDC2地址SCC3-0I2-0I5-3A口SSHSCIDC18300E04,41,00,80,03,08400E04,30,08,00,00,08530301,63,08,00,00,0微程序各字段的含義如下：入口地址：指令的微程序入口地址；下址：微程序執(zhí)行完后下一條微程序的地址；00表示需要進(jìn)行地址轉(zhuǎn)移邏輯，30表示微程序結(jié)束。CI3-0：判別測(cè)試字段，其主要編碼及功能如表 1。SCC3-0：地址轉(zhuǎn)移邏輯字符，僅當(dāng) CI3-0為0011時(shí)有效。MRW：控制對(duì)內(nèi)存和 I/O接口的讀寫，其主要功能如下：000，寫內(nèi)存；001讀內(nèi)存；010寫串口；011讀串口；1XX無內(nèi)存和串口的讀寫操作。I2-0：控制數(shù)據(jù)來源，其編碼及功能見表 3。第2頁(yè)華北科技學(xué)院計(jì)算機(jī)學(xué)院設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)報(bào)告I8-6：控制對(duì)運(yùn)算結(jié)果的處理，其編碼及功能見表 3。I5-3：運(yùn)算功能的選擇，其編碼及功能見表 3。表3Am2901的9位控制碼編碼及功能SST：對(duì)CZVS的控制。SSHSCI：設(shè)置進(jìn)位輸入。B口：1000表示IR的DR字段，0000表示不用B口。A口：1000表示IR的SR字段，0000表示不用A口。DC2：專用寄存器接收控制，其主要編碼及功能見表 4-1。DC1：送內(nèi)部總線的數(shù)據(jù)，其主要編碼及功能見表 4-2。表4-1專用寄存器接受控制表4-2內(nèi)部總線數(shù)據(jù)來源選擇控制DC2編碼譯碼操操作說明DC2編碼譯碼操操作說明作作000NC不操作000/SWTOIB送開關(guān)內(nèi)容到內(nèi)部總線001/GIR指令寄存器接受001/RTOIB送ALU輸出到內(nèi)部總線010/16位機(jī)不用010/ETOIB送IR地位字節(jié)內(nèi)容到內(nèi)部總線011/GAR地址寄存器接受011/FTOIB送程序狀態(tài)字到內(nèi)部總線100/INTR恢復(fù)原中斷優(yōu)先級(jí)100/16位機(jī)不用101/INTN接受新中斷優(yōu)先級(jí)101/16位機(jī)不用110/E1用于開中斷指令110/INTV送中斷向量到內(nèi)部總線111/D1用于關(guān)中斷指令111NC不操作3、ABEL語言源程序編輯以及 JED文件生成m256c.abl源程序修改過程（10步）以及生成JED文件的整個(gè)操作過程。ADTW = (IR==[1,0,1,0,0,0,0,1]);// （1）指令OP定義:A1ADRM = (IR==[1,1,1,0,0,0,1,1]);// （1）指令OP定義:E3MA81 = (Y==[1,0,0,0,0,0,0,1]);// （2）微指令地址定義:81,82第3頁(yè)華北科技學(xué)院計(jì)算機(jī)學(xué)院設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)報(bào)告MA82 = (Y==[1,0,0,0,0,0,1,0]);MA83 = (Y==[1,0,0,0,0,0,1,1]);// （2）微指令地址定義:83,84,85MA84 = (Y==[1,0,0,0,0,1,0,0]);MA85 = (Y==[1,0,0,0,0,1,0,1]);（3）入口地址定義:81（10000001）（3）入口地址定義:83（10000011）D0 =!C_M&(!_MAP&(ADRM#ADTW#SUB#OR#CMP#MVRR#DEC#SHR#JR#PSHF#PUSH#POP#POP#STRR#LDRR#LDPC#MVRD#CALA#RET#IRET#DI#ASR#RCR#STC#LDRA#LDRX#STRA#STRX#SBB#JRS#JRNS)#NXTADDR0&!_PL)&!Bit8;D1 =!C_M&(!_MAP&(ADRM#AND#OR#TEST#MVRR#SHL#SHR#IN_#OUT#POP#POPF#LDRR#LD#JMPA#CALA#RET#IRET#NOT#ASR#CLC#STC#JMPR#LDRA#STRA)#NXTADDR1&!_PL)&!Bit8;D7=!C_M&(!_MAP&(ADTW#ADRM)#NXTADDR7&!_PL)&!Bit8;下址定義MA81:00，MA82:30(00110000)NXTADDR5:=!C_M&(MA04#MA05#MA06#MA07#MA08#MA09#MA0A#MA0B#MA0C#MA0D#MA0E#MA0F#MA10#MA11#MA13#MA14#MA16#MA18#MA1A#MA1C#MA1E#MA22#MA24#M#MA3F#MA50#MA51#MA52#MA53#MA54#MA55#MA56#MA57#MA58#MA59#MA5A#M#MA66#MA68#MA69#MA6A82#MA85)&!Bit8;NXTADDR4:=!C_M&(MA04#MA05#MA06#MA07#MA08#MA09#MA0A#MA0B#MA0C#MA0D#MA0E#MA0F#MA10#MA11#MA12#MA13#MA14#MA15#MA16#MA17#MA18#MA1A#MA1C#MA1D#MA22#MA24#MA30#MA3F#MA50#MA51#MA52#MA53#MA54#MA55#MA56#MA57#MA58#MA59#MA5A#MA5C#MA5E#MA60#MA63#MA66#MA69#MA6A#MA82#MA85)&!Bit8;(5) 差別測(cè)試字段定義 MA81:E0(11100000)，MA82:30(00110000)CI3:=!C_M&(MA00#MA01#MA02#MA19#MA1B#MA89#MA1F#MA20#MA21#MA23#MA3A#MA3B#M#MA3D#MA3E#MA5B#MA5D#MA5F#MA61#MA62#MA64#MA65#MA67#MA89#MA81#MA83#MA84)&NRST&!Bit8;CI2:=!C_M&(MA00#MA01#MA02#MA19#MA1B#MA89#MA1F#MA20#MA21#MA23#MA3A#MA3B#MA3C#MA3D#MA3E#MA5B#MA5D#MA5F#MA61#MA62#MA64#MA65#MA67#MA81#MA83#MA84)&NRST&!Bit8;CI1:=!C_M&1&1&NRST&!Bit8;CI0 :=!C_M&(MA04#MA05#MA06#MA07#MA08#MA09#MA0A#MA0B#MA0C#MA0D#MA0E#MA0F#MA10#MA11#MA12#MA13#MA14#MA15#MA16#MA17#MA18#MA1A#MA1C#MA#MA1E#MA22#MA24#MA30#MA31#MA3F#MA50#MA51#MA52#MA53#MA54#MA55#MA56#MA57#MA58#MA59#MA5A#MA5C#MA5E#MA60#MA63#MA66#MA68#MA69#MA6A#MA82#MA85)&NRST&!Bit8;(6)MVR定義，MA81：4，MA82：4(100)!_MIO00:=!(MA00#MA01#MA03#MA04#MA05#MA06#MA07#MA08#MA09#MA0A#MA0B#MA0C#MA0D#MA0E#MA0F#MA10#MA11#MA12#MA15#MA17#MA19#MA1B#MA89#MA1D#MA1E#MA1F#MA21#MA23#MA30#MA31#MA3A#MA3B#MA3D#MA3F#MA50#MA51#MA5#MA53#MA54#MA55#MA56#MA57#MA58#MA59#MA5A#MA5B#MA5D#MA5F#MA61#MA64#MA66#MA67#MA69#MA6A#MA81#MA82#MA83#MA84);_WE00:=(MA02#MA14#MA18#MA1C#MA20#MA24#MA5C#MA5E#MA60#MA62#MA68#MA85);第4頁(yè)華北科技學(xué)院計(jì)算機(jī)學(xué)院設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)報(bào)告(7)I2-0 定義，MA81：3，MA82：3(011)I200:=(MA0B#MA11#MA12#MA14#MA1A#MA1B#MA89#MA1C#MA20#MA24#MA30#MA3C#MA3F##MA5C#MA5E#MA60#MA62#MA65#MA66#MA6A#MA83#MA85);I100:=(MA01#MA0C#MA0D#MA0E#MA0F#MA12#MA13#MA14#MA15#MA17#MA19#MA1C#MA1D#MA1E#MA1F#MA20#MA21#MA22#MA23#MA24#MA30#MA31#MA3B#MA3D#MA3E#MA3F#MA52#MA53#MA54#MA55#MA5B#MA5C#MA5D#MA5F#MA60#MA61#MA63#MA64#MA67 #MA81#MA82#MA84#MA85);!I000:=!(MA00#MA01#MA04#MA05#MA06#MA07#MA08#MA09#MA0A#MA0C#MA0D#MA0E#MA0F#MA11#MA12#MA13#MA14#MA15#MA17#MA19#MA1C#MA1D#MA1E#MA1F#MA20#MA21#MA23#MA24#MA30#MA31#MA3B#MA3D#MA3F#MA50#MA51#MA52#MA53#MA54#MA55#MA5B#MA5C#MA5D#MA5E#MA5F#MA60#MA61#MA62#MA63#MA64#MA67#MA6A #MA81#MA82#MA84);(7)I8-6 定義，MA81：3，MA82：3I700:=(MA00#MA01#MA04#MA05#MA06#MA07#MA08#MA0B#MA0C#MA0D#MA0E#MA11#MA14#M#MA17#MA1C#MA1D#MA1E#MA1F#MA21#MA22#MA23#MA24#MA31#MA3B#MA3D#MA3F#MA50#MA51#MA52#MA54#MA5A#MA5B#MA5D#MA5F#MA61#MA64#MA66#MA67#MA6A#MA81#MA82#MA85);!I600:=!(MA00#MA02#MA03#MA04#MA05#MA06#MA07#MA08#MA09#MA0A#MA0B#MA0C#MA0D#MA0E#MA0F#MA10#MA11#MA12#MA13#MA14#MA15#MA16#MA18#MA19#MA1A#MA89#MA1C#MA21#MA24#MA3A#MA3B#MA3C#MA3D#MA3E#MA3F#MA50#MA51#MA52#MA53#MA54#MA55#MA56#MA57#MA58#MA59#MA5A#MA5C#MA5E#MA60#MA62#MA#MA64#MA65#MA66#MA68#MA69#MA6A#MA81#MA82#MA83#MA85);I5-3定義，MA81：0，MA82：0無B口A口定義，MA81：8，0；MA82：8，0B30 =(MA04#MA05#MA06#MA07#MA08#MA09#MA0A#MA0B#MA0C#MA0D#MA0E#MA0F#MA19#MA1C#MA50#MA51#MA52#MA53#MA54#MA55#MA63#MA81#MA82#MA84#MA85);A30 =(MA04#MA05#MA06#MA07#MA08#MA09#MA0A#MA0B#MA1A#MA1B#MA89#MA50#MA51#MA5A#MA5E#MA62#MA66#MA83);(9)SSTSSHSCI定義，MA81：1,1;MA82：1,1(001,001)SST000:=(MA04#MA05#MA06#MA07#MA08#MA09#MA0A#MA0C#MA0D#MA0F#MA50#MA51#MA52#MA53#MA55#MA56 #MA81#MA82);SCI000:=(MA00#MA01#MA05#MA09#MA0C#MA17#MA1D#MA1E#MA1F#MA23#MA31#MA53#MA54#MA55#MA5B#MA5D#MA5F#MA61#MA67#MA81#MA82);(10)DC2DC1定義，MA81：0,0;MA82：0,0DC2_100:=(MA00#MA01#MA12#MA15#MA17#MA19#MA1B#MA89#MA1D#MA1E#MA1F#MA21#MA2#MA31#MA3A#MA3B#MA3D#MA58#MA59#MA5B#MA5C#MA5D#MA5E#MA5F#MA60#MA61#MA62#MA64#MA67 #MA83);DC2_000:=(MA00#MA01#MA02#MA12#MA15#MA17#MA19#MA1B#MA89#MA1D#MA1E#MA1F#MA2第5頁(yè)華北科技學(xué)院計(jì)算機(jī)學(xué)院設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)報(bào)告#MA23#MA31#MA3A#MA3B#MA3C#MA3D#MA59#MA5B#MA5C#MA5D#MA5E#MA5F#MA60#MA61#MA62#MA64#MA67#MA83);按照如上代碼對(duì)源代碼進(jìn)行修改后，利用 JED編譯軟件生成.jed 文件具體操作步驟①雙擊lc4256.syn，啟動(dòng)ispLEVER②雙擊.abl 文件③雙擊CompileLogic 進(jìn)行編譯④雙擊JEDECFile,生成.jed 文件4、MACH編程將JED文件下載到MACH器件的過程.啟動(dòng)LatticeSemiconductor 公司IspVMSystem軟件，彈出主界面：（1）連接好教學(xué)計(jì)算機(jī)上在線 MACH編程電纜，打開教學(xué)計(jì)算機(jī)的電源。（2）通過主界面的SCAN按鈕找到在線編程器件。（3）雙擊軟件找到的設(shè)備 LC42