計算機組成原理課程設計報告及代碼之復雜模型機設計

計算機組成原理課程設計報告及代碼之復雜模型機設計翔王兆宇5一、課程設計概述課程設計的教學目的本課程設計的教學目的是在掌握計算機系統(tǒng)組成及內部工作機制、理解計算機各功能部件工作原理的基礎上，深入掌握數據信息流和控制信息流的方法，進一步加深對計算機系統(tǒng)各模塊間相互關系的認識和整機的概念，培養(yǎng)開發(fā)和調試計算機的技能。在設計實踐中提高應用所學專業(yè)知識分析問題和解決問題的能力。課程設計任務和基本要求2.設計給定機器指令系統(tǒng)以及微程序流程圖，按微指令格式寫出微程序的微指令代3.連接邏輯電路，完成啟動、測試、編程、校驗和運行，并觀測運行過程和結果。的數據通路。7.按指定應用項目進行匯編指令格式及功能設計，并設計相應的機器指令代碼，按照設計原理從內存中取出一條機器指令到指令執(zhí)行結束的一個指令周期全部由微指令的列設計原理機器指令格式：$PXXXX機器指令標志、十六進制地址、機器指令代碼微指令格式：$MXXXXXXXX微指令標志、十六進制地址、微指令代碼微指令代碼格式23232221201918-1514-1211-98-65-0M23CNWRRDIOMS3-S0ABCM5-M00進位讀寫ALU下一個地址WR、RD代表向MEM單元寫和讀IOM代表向IN或OUT單元讀寫A址M5-M0代表下一個微指令的地址(一共6位，所以最大值為3F)WR、RD、IOM的功能000010011100101運算類型邏輯運算000110XXX1100XX移位運算01X循環(huán)移位10011101算數運算XXXXXXXXF=A-BF=A-1ABC及功能ALU寫入總線RS寫入總線RD寫入總線RI寫入總線P(1)P(2)P(3)字段A字段B字段源操作數C字段P測試010101010101i00E=D直接尋址01E=(D)間接尋址10E=(R2)+DR2變址尋址11E=(PC)+D相對尋址1111R3格式確定之后，下一步就是確定后續(xù)微指令址通常的方法是先確定微程序分支處的微地址，因為微程序分支處需要進行判斷測試，這些微地址確定以后，就可以在一個“微地址表”中將分支微地址填入相應的分支微地址單元，避免以后的設計中因重復使用而造成錯誤，對于其他位置按照數據通路可畫出機器指令的微程序流P，本出現了3路分支，占用3個固定的微地址單元，當分支地址單元固定后，其余每條微微程序流程圖 sio按微指令格式轉化得到的“二進制微代碼表”。下圖為表4：16進制表示高五位S3S0-ABC地址00000001000000000000000000000001NOP01006D43000000000000011PC->AR,PC加10203107070000100000000001110000MEM->IR,P<1>04002405000000000010001000000101RS->B0504B20100000100101100100000000106002407000000000010001000000111RS->B0701320100000001001100100000000108106009000100000000000001000MEM->AR0910010000MEM>AR34100010001MEM>RD6010001MEM3410001A->PC0CB0011NOP,P<3>4011001O0001MEM>RD06320100000011001000000001A-1->RDA<1->RDA>PCMARPMARPA-BA加B->A,A加B->A,PC->AR,PC加1PC->AR,PC加1PC->AR,PC加1001613000000000001011000010011RD->APC->AR,PC加1PC->AR,PC加1PC->AR,PC加1PC->AR,PC加1微指令指令功指令功能RSRDDRSRDRD-D機RDSRDSRDRDRD<<1->RD指令格式RDRS****RDMM匯編ADDRD,RSANDRD,RSTESTRD,DRDSUBRD,RSRRDRSOLRD留LADMD,RDSTAMD,RSJMPMDJNZMD0001101100011011PP代碼：;;設計任務2、在基本模型機設計的基礎上設計一臺復雜模型機任務分析以及解決方案任務分析：本實驗完成了邏輯與、左移、算術加、減運算、直接尋址、間接尋址、變我的收獲與體會(李俊)通過本次課程設計，對計算機的基本組成，部件的設計，部件間的連接，微程序控制器的設計，微指令和微程序的編制與調試等過程有更深的了解，加深了對組成原通過自己對一系列微程序的編寫，對程序執(zhí)行的流程以及指令之間的跳轉有了更深的