组成原理课设实验报告

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1、计算机组成原理实验报告评语：成绩教师：年月日班级：030721学号：03072075姓名：吴强地点：E-II311时间：2010年11月14日计算机组成原理实验报告【实验目的】1•深入理解基本模型计算机的功能、组成知识；2.深入学习计算机各类典型指令的执行流程；3.学习微程序控制器的设计过程和相关技术，掌握LPM_ROM的配置方法。4.在常握部件单元电路实验的基础上，进一步将单元电路组成系统，构造一台基木模型计算机。5.定义五条机器指令，并编写相应的微程序，上机调试，掌握计算机整机概念。掌握微程序的设计方法，学会编写二进制微指令代码表。6.通过熟悉较完整的计算机的设计

2、，全面了解并掌握微程序控制方式计算机的设计方法。【实验原理】1.在部件实验过程中，各部件单元的控制信号是人为模拟产生的，而本实验将能在微过程控制下自动产生各部件单元控制信号，实现特定的功能。实验中，计算机数据通路的控制将由微过程控制器来完成，CPU从内存中取岀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来完成，即一条机器指令对应一个微程序。2.指令格式（1）指令格式采用寄存器直接寻址方式，其格式如下：位76543210功能OP-CODErsrd其屮，OP-CODE为操作码，rs为源寄存器，rd为目的寄存器，并规定:Rs或rd选定的寄存器00R001

3、R110R2助记符机器指令码Addr地址码功能说明INOOH“INPUT”中的数据〜ROADDaddr1OHXXIIRO+[addr]->R0STAaddr2OHXXHRO->[addr]OUTaddr3OHXX11[addr]->BUSJMPaddr4OHXXIIaddr-*PC其中IN为单字长（8位二进制），其余为双字长指令,XXH为addr对应的十六进制地址码。为了向RAM中装入程序和数据，检查写入是否正确，并能启动程序执行，还必须设计三个控制台操作微程序。1,存储器读操作(KRD)：下载实验程序后按总清除按键(CLR)后,控制台SWA、SWB为“00”时，可对

4、RAM连续手动读入操作。2,存储器写操作(KWE)：下载实验程序后按总清除按键(CLR)后，控制台SWA、SWB为“01”时，可对RAM连续手动写操作。3,启动程序(RP)：下载实验程序后按总清除按键(CLR)后，控制台SWA、SWB为“11”时，即可转入到微地址“()1”号“取指令”微指令，启动程序运行。根据以上要求设计数据通路框图，如图5・1所示。SWBSWA控制台指令00读内存(KRD)01写内存(KWE)11启动程序(RP)表6-124位微代码定义:242322212019181716151413121110987654321S3S2S1S0MCnWEA9A8

5、ABCuA5uA4uA3uA2uAluAO表6・2A、B、C各字段功能说明:A字段B字段C字段151413选择121110选择987选择000000000001LDRi001RS-B001p(1)010LDDR1010010011LDDR2011011100LDIR100100P(4)101LOAD101ALU-B101LDAR110LDAR110PC-B110LDPC24位微代码中各信号的功能(l)uA5-uA0：微程序控制器的微地址输出信号，是下一条要执行的微指令的微地址。(2)S3、S2、SI、SO：由微程序控制器输岀的ALU操作选择信号，以控制执行16种算术操

6、作或16种逻辑操作中的某一种操作。(3)M：微程序控制输出的ALU操作方式选择信号端。M=0执行算术操作；M=1执行逻辑操作。(4)Cn：微程序控制器输出的进位标志信号，Cn=0表示ALU运算时最低位有进位，Cn=l则表示无进位。(5)WE：微程序控制器输出的RAM控制信号。当/CE=0时，如WE=0为存储器读；如WE=1为存储器写。(6)A9、A8——译码后产生CSO、CS1、CS2信号，分别作为SW_B、RAM、LED的选通控制信号。(7)A字段(15、14、13)——译码后产生与总线相连接的各单元的输入选通信号(见表6-1)。(8)B字段(12、11、10)——

7、译码后产生与总线相连接的各单元的输出选通信号。(9)C字段(9、8、7)——译码后产生分支判断测试信号P(l)〜P⑷和LDPC信号。系统涉及到的微程序流程见图6-2o当执行“取指令”微指令时，该微指令的判断测试字段为P⑴测试。由于“取指令”微指令是所有微程序都使用的公用微指令，因此P(l)的测试结果出现多路分支(见图6・2左图)。用指令寄存器的高4位(IR7-IR4)作为测试条件，出现5路分支，占用5个固定地址单元。控制台操作为P(4)测试(见图6-2右图)，它以控制台信号SWB、SWA作为测试条件,出现了3路分支，占用3个固定微地址单元。当分支微地