计算机组成原理专周报告
8页1、实 验 报 告课程名称计算机组成原理专周班 级 1305012姓 名学 号 23指导教师 倪继烈时间:2015.12.21-计算机工程系计算机组成原理专周实验报告实验名称12条指令的计算机实现实验时间学生姓名李鑫班级1305012学号23指导教师倪继烈批阅教师成绩实验目的:1、学习模型机总体结构CP226莫型机包括了一个标准CPU所具备所有部件,这些部件包括:运算器ALU累加器A、工作寄 存器 W左移门L、直通门D右移门R、寄存器组R0-R3程序计数器PC地址寄存器MAR 堆栈寄存器ST中断向量寄存器IA、输入端口 IN、输出端口寄存器OUT程序存储器EM指令 寄存器IR、微程序计数器uPC微程序存储器uM,以及中断控制电路跳转控制电路其中运算器和中 断控制电路以及跳转控制电路用CPLD来实现,其它电路都是用离散的数字电路组成微程序控制部分也 可以用组合逻辑控制来代替。2、学习模型机寻址方式模型机的寻址方式分五种:累加器寻址:操作数为累加器A,例如“CPLA”是将累加器A值取反,还有些指令是隐含寻址累加器 A,例如“OUT是将累加器A的值输出到输出端口寄存器OUT寄存器寻址:参与运算的
2、数据在R0-R3的寄存器中,例如“ADD AR0指令是将寄存器R0的值加上 累加器A的值,再存入累加器A中。寄存器间接寻址:参与运算的数据在存储器EM中,数据的地址在寄存器R0-R3中,如“MOVAR” 指令是将寄存器R1的值做为地址,把存储器EM中该地址的内容送入累加器A中。存储器直接寻址:参与运算的数据在存储器EM中,数据的地址为指令的操作数例如“ANDA40H指令 是将存储器EM中 40H单元的数据与累加器A的值做逻辑与运算,结果存入累加器Ao 立即数寻址:参与运算的数据为指令的操作数例如“SUBA#10H是从累加器A中减去立即数10H, 结果存入累加器Ao3、学习模型机指令集模型机的缺省的指令集分几大类:算术运算指令、逻辑运算指令、移位指令、数据传输指令、跳转指令 中断返回指令、输入输出指令。1. 了解模型机的组成及工作原理。2. 掌握模型机的指令格式、寻址方式、指令流程及工作过程。3. 设计和实现10条以上基本计算机指令的实现。实验环境:Win dos环境、DICE-CP226实验环境摘要计算机组成原理系统地介绍了计算机的基本组成原理和内部工作机制。计算机组成原理共分8章,主
3、要内容分成两个部分:第1、2章介绍了计算机的基础知识;第 38章介绍 了计算机的各子系统(包括运算器、存储器、控制器、外部设备和输入输出子系统等)的基本 组成原理、设计方法、相互关系以及各子系统互相连接构成整机系统的技术。此次模型机为8位机,根据指令类型的不同,可以有 0到2个操作数。指令的最低两位用 来选择寄存器,在微程序控制方式中,用指令吗作为微地址来寻址,找到该指令的微程序。并 完成下面相关操作本次设计将在微程序控制下自动产生各部件单元控制信号,实现特定指令的功能。这里,计算机数据通路的控制将由微程序控制器来完成,CPU从内存中取出一条机器指令到指令执行结束的一个指令周期全部由微指令组成的序列完成,即一条机器指令对应一条微程序。本系统使用两种外部设备,一种是二进制代码开关(DATA UNIT),它作为输入设备;另一种 是发光二极管(BUS UNIT上的一组发光二极管),它作为输出设备。例如:输入时,二进制开 关数据送到数据直接经过三态门送到总线上,只要开关状态不变,输入的信息也不变。输出时,将输出数据送到数据总线BUS上,驱动发光二极管显示。此次课设主要完成六条机器指令:IN (
4、输入)、ADD(二进制加法)、SUB(存数)、INC(地址 加1)、OUT(输出)、JMP(无条件转移)。我们先对指令进行了分析,根据数据通路图画出了每 个微程序的流程图,根据微程序地址转移电路计算出每个微程序的起始地址,根据起始地址对 每一条微指令编码,编码之前我们必须弄清每条微指令由那些信号控制, 并且要了解信号的“ 1”、 “0”代表什么。对每一条微指令编码后将微指令写入到实验箱中,此外我们也要对控制台操作微程序进行编码。根据实验接线图接线检查无误后,使用控制台 KWffP KRD微程序进行机器指 令程序的装入和检查。使用 RP启动程序。单步运行程序检查实验结果。时间进度安排顺序阶段日期计划完成内容备注1第1天(12月21日)阅读资料、系统分析设计2第2天(12月22日)系统分析设计、微程序编 制3第 3-4 天(12 月 23-24日)微程序输入、调试及运行4第5天(12月25日)基本模型机运行验收、答亠、亠辩5第6-7天(12月26日-27日)撰写课程设计说明书实验内容:1. 课程设计说明书是体现和总结课程设计成果的载体,主要内容包括:设计题目、 设计目的、设备器材、设计原理
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