指令系统课设计.doc

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1、指令系统课程设计请为某计算机设计一个指令系统。已知条件如下：（1）CPU中有4个16位通用寄存器(可分成8个8位寄存器使用)、2个基址寄存器和2个变址寄存器。（2）经统计，系统应支持数据传送、算术运算、逻辑运算、转移、系统控制类共77种操作；操作所对应的操作数有8/16/32位3种数据类型(其中只有转移类操作可使用32位数据类型)，每个操作对应的的操作数个数≤2个。（3）操作所对应的操作数可存放在指令、寄存器、存储器、堆栈中，每个操作最多允许一个存储器操作数，立即数操作数（存放在指令中）不可以作为目的操作数(转移类操作除外)。（4）寻址方式有①立即寻址、②寄

2、存器直接寻址、③寄存器间接寻址、④寄存器相对寻址、⑤基址+变址寻址、⑥基址+变址+相对寻址共6种；其中立即寻址有8/16/32位3种参数长度(只有转移类操作才有32位长度)，相对(偏移)寻址有8/16位2种参数长度；寄存器直接寻址且操作数为8位时只可使用通用寄存器，否则可使用基址和变址寄存器；存储器寻址方式（③~⑥）只可使用基址或变址寄存器；双操作数时要考虑2个操作数的各种寻址方式的组合。（5）系统中操作的类型、使用频率、操作数个数、寻址方式、操作数类型如下表所示：操作分类操作数个数操作种类操作数类型使用频率级别寻址方式数据传送类23种8/16位5①~⑥3种

3、8/16位2①~⑥12种16位4②8种8/16位1②~⑥算术运算类25种8/16位5①~⑥3种8/16位2①~⑥12种8/16位4②8种8/16位1②~⑥逻辑运算类25种8/16位2①~⑥18种8/16位2②~⑥转移类110种8/16位4①2种32位4①2种16位4④02种16/32位4堆栈系统控制类04种无4无010种无1无说明：使用频率级别5级的使用频率最高，1级的使用频率最低。设计要求：1、说明指令系统设计的思路；2、给出指令系统中各种指令的指令格式，包括操作码、寻址方式、数据类型、地址码的形式化表示，并加以说明。例如传送类的5类级别、2个操作数、②~

4、⑥种寻址方式的3种操作的指令格式：1B1B0~2B000000~000010DWMODREGR/M位移量D=0/1—表示目的操作数为REG/MEM；W=0/1—表示操作数类型为8/16位；MOD=11—表示另一个操作数为REG，REG号在R/M中；REG—REG操作数的寄存器编号，两个操作数均为REG时表示目的操作数；R/M—表示一个操作数的寻址方式及/或地址码提示：1、参考80x86指令系统进行设计（如地址码表示与寻址方式表示、操作长度表示、目的操作数寻址方式表示等）；2、注意指令系统的规整性和可扩充性；3、注意操作码的扩展原则(操作的使用频率级别)；4、

5、注意寻址方式的最佳表示，以及立即寻址与其他寻址方式的区别；5、注意如何表示操作数类型；6、已知条件之外的部分，自由假设。