計算機(jī)組成原理指令擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)

華北科技學(xué)院計算機(jī)學(xué)院綜合性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報告課程名稱 實(shí)驗(yàn)學(xué)期2014 至2015學(xué)年第一學(xué)期學(xué)生所在院部計算機(jī)學(xué)院年級2012 專業(yè)班級 計科B12-3學(xué)生姓名董帥帥學(xué)號201207014316任課教師 席振元實(shí)驗(yàn)成績計算機(jī)學(xué)院制實(shí)驗(yàn)報告須知1、 學(xué)生上交實(shí)驗(yàn)報告時，必須為打印稿（A4紙）。頁面空間不夠，可以順延。2、 學(xué)生應(yīng)該填寫的內(nèi)容包括：封面相關(guān)欄目、實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)、時間、目的、設(shè)備環(huán)境、內(nèi)容、結(jié)果及分析等。3、 教師應(yīng)該填寫的內(nèi)容包括：實(shí)驗(yàn)成績、教師評價等。4、 教師根據(jù)本課程的《實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)》中實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的要求，評定學(xué)生的設(shè)計性實(shí)驗(yàn)成績；要求在該課程期末考試前將實(shí)驗(yàn)報告交給任課教師。設(shè)計性實(shí)驗(yàn)中，所涉及的程序，文檔等在交實(shí)驗(yàn)報告前，拷貝給任課教師。任課教師統(tǒng)一刻錄成光盤，與該課程的期末考試成績一同上交到系里存檔。5、 未盡事宜，請參考該課程的實(shí)驗(yàn)大綱和教學(xué)大綱?！队嬎銠C(jī)組成原理B》課程設(shè)計性實(shí)驗(yàn)報告開課實(shí)驗(yàn)室：計算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)室 2014年11月26日實(shí)驗(yàn)題目| 指令擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)―、實(shí)驗(yàn)?zāi)康纳钊肓私饨虒W(xué)計算機(jī)微程序控制器的組成和設(shè)計技術(shù)，包括Am2910器件的功能與具體用法，教學(xué)計算機(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、控制與使用等諸項知識。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、 指令所對應(yīng)的微程序每條指令對應(yīng)的微程序、每步功能及各自段值得意義

⑴指令A(yù)DTWDR對應(yīng)的微程序?yàn)?入口地址下址CI-0SCC3-0MARI2-0I8-6I5-3B口A口SSTSSHSCIDC2DC18100E04，33，08，01,10,08230304，33，08，01,10,0(2)指令A(yù)DTWDR，［SR］對t應(yīng)的微7程序?yàn)椋喝肟诘刂废轮稢I-0SCC3-0MARI2-0I8-6I5-3B口A口SSTSSHSCIDC2DC18300E04,41,00,80,03,08400E04,30,0&00,00,08530301,63,0&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：判別測試字段，其主要編碼及功能如表1。CI3-CI0功能0000初始化0010MAPROMB^射0011條件徹轉(zhuǎn)移（按下址轉(zhuǎn)移〉1110順序執(zhí)行功能0000必轉(zhuǎn)移0010有中斷時轉(zhuǎn)移0100C7測試，JKGJENGJRZ,阿E指令徹指令轉(zhuǎn)移條件不成立時轉(zhuǎn)移0101㈡則試，JKS,JRNS指令偽指令轉(zhuǎn)移條件不成立時轉(zhuǎn)移0110IR10=0(IN)；轉(zhuǎn)移0111IRS=1(PUSH,POF),轉(zhuǎn)移表1 CIAO編碼及功能 表2 編碼及功能 SCC3-0:地址轉(zhuǎn)移邏輯字符，僅當(dāng)CI3-0為0011時有效。MRW：控制對內(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。I8-6:控制對運(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。

18?16：運(yùn)算結(jié)果處理15?13：運(yùn)算功能12-10：數(shù)據(jù)來源通用寄存器Q寄存器Y的輸出RSFtQFR+SAQFS-RABF—BAR-S0QF—BFRVS0BF/2—BQ/2—QFRAS0AF/2—BF/RASDA產(chǎn)2—BQ*2tQFRVSDQ對燼VSI的控制。F/(RVS)D0表3Am2901的9位控制碼編碼及功能001010011100101110SST：編碼000SSHSCI: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。DC2編碼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。DC2編碼譯碼操作操作說明000NC不操作001/GIR指令寄存器接受010/16位機(jī)不用011/GAR地址寄存器接受100/INTR恢復(fù)原中斷優(yōu)先級101/INTN接受新中斷優(yōu)先級110/E1用于開中斷指令111/D1用于關(guān)中斷指令表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編碼譯碼操作操作說明000/SWTOIB送開關(guān)內(nèi)容到內(nèi)部總線001/RTOIB送ALU輸出到內(nèi)部總線010/ETOIB送IR地位字節(jié)內(nèi)容到內(nèi)部總線011/FTOIB送程序狀態(tài)字到內(nèi)部總線100/16位機(jī)不用101/16位機(jī)不用110/INTV送中斷向量到內(nèi)部總線111NC不操作ADTWADTWADRMMA81MA82MA83MA843、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文件的整個操作過程。(IR==[1,0,1,0,0,0,0,1]);//(1)指令OP定義:A1(IR==[1,1,1,0,0,0,1,1]);//(1)指令OP定義:E3(Y==[1,0,0,0,0,0,0,1]);//(2)微指令地址定義:81,82(Y==[1,0,0,0,0,0,1,0]);(Y==[1,0,0,0,0,0,1,1]);//(2)微指令地址定義:83,84,85(Y==[1,0,0,0,0,1,0,0]);MA85= (Y==[1,O,O,O,O,1,O,1]);//(3)入口地址定義:81(10000001)//(3)入口地址定義:83(10000011)DO=!C_M&(!_MAP&(ADRM#ADTW#SUB#OR#CMP#MVRR#DEC#SHR#JR#PSHF#PUSH#POP#POPF#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#LDPC#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#MA30#MA3F#MA50#MA51#MA52#MA53#MA54#MA55#MA56#MA57#MA58#MA59#MA5A#MA63#MA66#MA68#MA69#MA6A#MA82#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;差別測試字段定義MA81:E0(11100000),MA82:30(00110000)CI3:=!C_M&(MA00#MA01#MA02#MA19#MA1B#MA89#MA1F#MA20#MA21#MA23#MA3A#MA3B#MA3C#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#MA1D#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;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#MA52#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);I2-0定義，MA81：3,MA82：3(011)I200 :=(MA0B#MA11#MA12#MA14#MA1A#MA1B#MA89#MA1C#MA20#MA24#MA30#MA3C#MA3F#MA5A#MA5C#MA5E#MA60#MA62#MA65#MA66#MA6A#MA83#MA85);1100:二(MA01#MA0C#MA0D#MA0E#MA0F#MA12#MA13#MA14#MA15#MA17#MA19#MAlC#MAlD#MAlE#MAlF#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 :二！(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#MA15#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 :二！(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#MA1B#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#MA63#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);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);DC2DC1定義，MA81：0,0;MA82：0,0DC2_100:=(MA00#MA01#MA12#MA15#MA17#MA19#MA1B#MA89#MA1D#MA1E#MA1F#MA21#MA23#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#MA21#MA23#MA31#MA3A#MA3B#MA3C#MA3D#MA59#MA5B#MA5C#MA5D#MA5E#MA5F#MA60#MA61#MA62#MA64#MA67#MA83);丄程項u引導(dǎo)器 綜合設(shè)計下載包DELEVER亠 ispVMSysterri建立源文件.abl成>生編匚程文編輯d可邏件Je*芯行編載對進(jìn)線1下1片在程操作的三大步按照如上代碼對源代碼進(jìn)行修改后，利用JED編譯軟件生成.jed文件具體操作步驟雙擊lc4256.syn，啟動ispLEVER雙擊.abl文件雙擊CompileLogic進(jìn)行編譯雙擊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LatticeSemiconductor公司IspVMSystem軟件，彈出主界面：連接好教學(xué)計算機(jī)上在線MACH編程電纜，打開教學(xué)計算機(jī)的電源。通過主界面的SCAN按鈕找到在線編程器件。雙擊軟件找到的設(shè)備LC4256v，通過Browse按鈕選擇已經(jīng)編譯好的JED文件，單擊OK.重新回到主界面，點(diǎn)擊GO命令進(jìn)行編程，編程成功后關(guān)閉編程窗口。五、編程驗(yàn)證及結(jié)果分析編寫一個驗(yàn)證程序，運(yùn)行結(jié)果說明第二條指令(ADTW)驗(yàn)證程序截圖如下所示

l20^3TBET I12004：|>U2師02000MURDR0,^0052002A103A1032003fiET2004E923E9232005fiET20068F00HET2007FFFFFFFF2008ADDR0,R020097FFF7FFF200A^203ANDR0,R0200BFFFFFFFF200CADDR0,R0200DFFFFFFFF200E^400KORR0,R0200FFDDFFDDF>G23^0P.&=Q^7R1=0003R2 R3=28S9SP=27E3PC=2098 R6=0@30R?=FFFFR8-H830K9=7FFFRia=C002>-E11=FFFFEl2=13100E13=FFFFE14=2612R15=FFFFichronousComriLinicationfopTEC<一一>IBM-PCByComputerArchitectlireLab.94|分析：上圖是輸入如下代碼的結(jié)果：2000:MVRDR0,00052002:INCR02004:RET2006:E2002A110G2000由分析可知代碼最終結(jié)果正確第三條指令(ADRM)驗(yàn)證程序截圖如下所示—P>1(20002000：I2002:I2004：2005:I>1(20002000：I2002:I2004：2005:I2QQ6:I2007：2008:2009:200A:200B：2QQC：200D：I200E：120OF：I2010：>e20502050>g20008810000188202050E3128F000AQQBAF7550055FF5F0011FFBAQQA7FF9901A9FF11000008:0007270F0F0F1F0:1F0F0F0F0F01230A55Flfi7991RRERB5551BA9A100012050R0=EA09 Rl=0008 R2=2050R3=ADBFSP=2780PC=2000 R6=EA00R7