计算机组成原理中断实验报告

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1、计141201406030128艾尼瓦尔·阿布力米提北京建筑大学2015/2016学年第二学期课程设计课程名称计算机组成原理综合实验设计题目微程序控制器设计与实现系别电信学院计算机系班级计141学生姓名艾尼瓦尔·阿布力米提学号201406030128完成日期二〇一六年七月八日星期五成绩指导教师（签名）12计141201406030128艾尼瓦尔·阿布力米提计算机组成综合实验任务书指导教师姓名王怀秀系计算机任务微程序控制器的设计与实现人数32学时1周实验目的1．融合贯通计算机组成原理课程，加深对计算机系统各模块的工作原理及相互联系（寄存器堆、运算器、存储器、控制台、微程序控制器）。2

2、．理解并掌握微程序控制器的设计方法和实现原理，具备初步的独立设计能力；3．掌握较复杂微程序控制器的设计、调试等基本技能；提高综合运用所学理论知识独立分析和解决问题的能力。实验任务•基于TEC-9教学实验平台基于原有指令集的基础上设计或扩展4~8条指令。首先在原微程序控制器指令系统的基础上进行原指令集的微指令编码的测试，然后利用上端软件，编写用户设计的微指令，实现指令预定的功能。实验步骤•1、进行原实验平台指令集的微程序控制器下指令运行测试；•2、记录每一条机器指令的指令的执行流程和微命令编码；•3、画出每一条指令的指令微程序执行流程图；•4、在原有指令集基础上自行设计或扩展4~8条

3、指令。画出扩展指令的指令执行流程图；•5、利用上端软件，把所编写的微程序控制器内容写入实验台中控制器中。•6、利用单拍测试控制器与编程的要求是否一致。如果有错误重新修改后再写入控制器中。7、编写一段测试程序，测试控制器运行是否正确。12计141201406030128艾尼瓦尔·阿布力米提Ø实验目的1．融合贯通计算机组成原理课程，加深对计算机系统各模块的工作原理及相互联系（寄存器堆、运算器、存储器、控制台、微程序控制器）。2．理解并掌握微程序控制器的设计方法和实现原理，具备初步的独立设计能力；3．掌握较复杂微程序控制器的设计、调试等基本技能；提高综合运用所学理论知识独立分析和解决问题

4、的能力。Ø实验电路1.微指令格式与微程序控制器电路2.微程序控制器组成12计141201406030128艾尼瓦尔·阿布力米提仍然使用前面的CPU组成与机器指令执行实验的电路图，但本次实验加入中断系统。这是一个简单的中断系统模型，只支持单级中断、单个中断请求，有中断屏蔽功能，旨在说明最基本的原理。中断屏蔽控制逻辑分别集成在2片GAL22V10（TIMER1和TIMER2）中。其ABEL语言表达式如下：INTR1:=INTR;INTR1.CLK=CLK1;IE:=CLR&INTS#CLR&IE&!INTC;IE.CLK=MF;INTQ=IE&INTR1;其中，CLK1是TIMER1产

5、生的时钟信号,它主要是作为W1—W4的时钟脉冲，这里作为INTR1的时钟信号，INTE的时钟信号是晶振产生的MF。INTS微指令位是INTS机器指令执行过程中从控制存储器读出的，INTC微指令位是INTC机器指令执行过程中从控制存储器读出的。INTE是中断允许标志，控制台有一个指示灯IE显示其状态，它为1时，允许中断，为0时，禁止中断。当INTS=1时，在下一个MF的上升沿IE变1，当INTC=1时，在下一个MF的上升沿IE变0。CLR信号实际是控制台产生的复位信号CLR#。当CLR=0时，在下一个CLK1的上升沿IE变0。当CLR=1且INTS=0且INTC=0时，IE保持不变。

6、INTR是外部中断源，接控制台按钮INTR。按一次INTR按钮，产生一个中断请求正脉冲INTR。INTR1是INTR经时钟CLK1同步后产生的，目的是保持INTR1与实验台的时序信号同步。INTR脉冲信号的上升沿代表有外部中断请求到达中断控制器。INTQ是中断屏蔽控制逻辑传递给CPU的中断信号，接到微程序控制器上。当收到INTR脉冲信号时，若中断允许位INTE＝０，则中断被屏蔽，INTQ仍然为０；若INTE＝１，则INTQ＝１。为保存中断的断点地址，以便中断返回，设置了一个中断地址寄存器IAR。第二节图4中的IAR（U19）就是这个中断地址寄存器，它是一片74HC374，有LDIA

7、R和IAR_BUS#两个信号输入端，均连接至微程序控制器。LDIAR信号的上升沿到达时，来自程序计数器PC的地址会置入IAR中。IAR_BUS#为０时，保存在IAR中的断点地址会输出到数据总线DBUS上。由于本实验系统只有一个断点寄存器而无堆栈，因此仅支持一级中断而不支持多级中断。中断向量即中断服务程序的入口地址，在本实验仪中由８位数码开关SW7—SW0提供。3.中断的检测、执行和返回过程微程序控制器每执行一条机器指令之后，执行下一条机器指令之前，先转到微地址0F处（