广州大学学生实验报告4

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1、广州大学学生实验报告开课实验室：计算机体系结构实验室2010年5月31日—6月21日学院计算机科学与教育软件学院年级、专业、班08级（1）班姓名张子龙学号0823010096实验课程名称计算机组成与系统结构实验成绩实验项目名称实验四基于微程序控制的CPU设计实验指导老师许丽华一、实验目的通过设计和调试掌握基于微程序控制的处理机的基本研制过程。二、实验设备复旦天欣科教仪器有限公司产的计算机组成原理实验仪三、实验要求1.运算器采用单累加器多寄存器结构；2.设计实现5条指令的指令系统，并能调试出来；5条指令如下所示：条指令指令代码指令字节数指令操作

2、功能1LDAaddr00000a10a9a8a7a6a5a4a3a2a1a0双(addr)®A2MOVRi,#data001000Ridata双data®Ri3ADDRi010000Ri单(A)+(Ri)®A4STAaddr01100a10a9a8a7a6a5a4a3a2a1a0双(A)®addr5JMPaddr10000a10a9a8a7a6a5a4a3a2a1a0双addr®PC3.内存为6116(2K´8)，地址线11根：A10-A0。其中A10=0(不受控制)，所以内存寻址为1KB空间：000H-3FFH；4.指令寻址方式可采用：立即

3、数寻址、寄存器寻址和直接寻址；5.指令格式为单字节、双字节指令：76543210单字节指令格式如下：OP000Ri注意：Ri只能在指令的第1字节最低2位中！双字节指令格式如下：OP00addrH第1字节：76543210addrL/data第2字节：765432106.通过控制台的键盘向内存写入指令和数据，向控存写入微指令；通过控制台的数码管显示指令执行结果。四、实验逻辑框图五、指令系统和指令编码1、指令系统设计：根据上述要求确定指令系统并列表如下：条指令指令代码指令字节数指令操作功能1LDAaddr00000a10a9a8a7a6a5a4a

4、3a2a1a0双(addr)®A2MOVRi,#data001000Ridata双data®Ri3ADDRi010000Ri单(A)+(Ri)®A4STAaddr01100a10a9a8a7a6a5a4a3a2a1a0双(A)®addr5JMPaddr10000a10a9a8a7a6a5a4a3a2a1a0双Addr->PC2、指令编码：1:LDA0000a10a9a80000,00107a6a5a4a3a2a1a00000,00002:MOV001000Ri0010,0001Data0001,00003:ADD10000Ri0100,000

5、14:STA01100a10a9a80110.0010a7a6a5a4a3a2a1a00000,00015:JMP10000a10a9a81000.0001a7a6a5a4a3a2a1a00000,0000六、指令执行过程指令节拍微操作微命令取指1M[PC]->IR1Lp=0;P+1=1;RC’=0;GI=0LDA2M[PC]->IR2M[IR1,IR2]->ALP=0;P+1=1;RC’=0;CL’=1;LP=0;P+1=0;RC’=0;OI=0;XO=1;X1=1;MOV1M[PC]->R1LP=0;P+1=1;RC’=0;RR=1;WR

6、’=1;ADD2A->ACTACT+R1->ALP=0;P+1=1;RC’=0;X0=0;X1=0;CG=0;LP=0;P+1=0;RC’=0;CG=1;A=0;B=1;RR=0;WR’=0;S3=1;S0=1;S2=0;S1=0;CN=1;M=0;OB=0;X0=1;X1=1;STA2M[PC]->IR2A->ACTACT->M[IR1,IR2]LP=0;P+1=1;RC’=0;CL’=A;X0=0;X1=0;CG=0;LP=0;P+1=0;RC’=0;CG=1;OB=0;GI=0;CL=1;S3=1;S2=1;S1=1;S0=1;M=1;

7、JMP2M[PC]->IR2IR1,IR2->PCLP=0;P+1=1;RC’=0;CL’=1;LP=0;P+1=1;RC’=0;OI=0;七、微指令编码1、取指微代码：微地址S3S2S1S0CnMX1X0OICL’CP’ZC’CGOTLP’OBGIP+1DRMLDWC’RC’RRWR’0000000100010001111011010102、LDA指令微代码：微地址S3S2S1S0CnMX1X0OICL’CP’ZC’CGOTLP’OBGIP+1DRMLDWC’RC’RRWR’003000010001100111111101010004000

8、0101100001111101010103、MOV指令微带码：微地址S3S2S1S0CnMX1X0OICL’CP’ZC’CGOTLP’OBGIP+1DRMLDWC