计算机组成原理课程设计报告(指令设计)

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1、计算机科学学院课程设计报告课程计算机组成原理题目用户输入数据的阶加年级2009级专业计算机科学与技术学号学生任课教师2012年月日7课程设计题目用户输入数据的阶加验收时间2012年2月28日验收地点指导教师小组成员具体分工备注无课题总体设计思想概述在TEC-2000教学计算机仿真软件系统的PC机上，用已有基本指令，运用已经掌握的指令格式、指令操作码编码、寻址方式和指令功能等基本内容，以及教学计算机总体组成和各部件的运行原理，完成扩展新的指令，使新指令能够在教学机上运行。设计出新扩展指令的微程序段，合理安排到已有基本指令的微程序中

2、。课题设计目的和原理实验目的：（1）进一步熟悉教学计算机指令格式、指令编码、寻址方式和指令功能；（2）进一步熟悉教学计算机的总体组成和各部件的运行原理，理解指令的执行过程；（3）通过对指令系统的扩展，了解微程序控制器设计和实现的基本过程；（4）思考和讨论微程序控制器的特点并与组合逻辑控制器进行比较。实验原理：指令由微控制命令组成，可以通过微地址找到。通过更改下址可以把微程序串联起来。通过封装组合把一段微程序写成一条扩展的新微指令。7课题设计方案实验方案设计：（一）根据题目内容，把题目转化成数学公式为：N+(N-1)+(N-2)+

3、···+1。这个指令要求的指令之外首先把N的值放入r0寄存器中，结果也在r0中。（二）实现N+(N-1)+(N-2)+···+1此计数公式的汇编程序为：org2000hpushr8pushr14mvrdr0,X(X为用户自定义的数)mvrdr8,Xmvrrr14,r5h:decr8addr0,r8jrnzhpopr8popr14retend（三）把以上程序封装在设置好的扩展指令中，扩展指令为zxd0011100146扩展指令的入口地址为38。（四）根据扩展指令，修改好的新ROM地址单元，如下示：7课题设计方案（一）生成新的ROM

4、文件，并保存。（二）微址、下址以及功能说明表：微址下址功能说明3839SP-1→SP,AR将r8寄存器的值入栈3940SR→MEM4041SP-1→SP,AR将r14寄存器的值入栈4142SR→MEM4243MVRDDRDATA4344给r0赋值4445给r8赋值4546使r8的值减一，以实现控制循环的次数4647将PC即r5（程序计数器）的值存入r144751跳转指令如果r8的值>0则顺序向下执行，否则跳转至514849跳转指令如果r8的值>0则顺序向下执行4950ADDDR,SR加运算，r0+r8→r05045还原PC即r5

5、寄存器的值（即把r14的值给r5）5152POPDR出栈还原r8寄存器的值752535354POPDR出栈还原r14寄存器的值54307课题测试方案测试方案：（一）、导入准备好的MAPROM、ROM1~ROM7共8个二进制ROM文件后，装入设计的微程序方案。（二）、导入如下汇编文件：org2000hmvrdr8,8hmvrdr14,8hzxdr0,5hretend（三）、在仿真软件的菜单栏→选项→参数设置中输入扩展指令的文件名地址：zhang.asm（四）、点击界面左上方的“交叉汇编”，进行交叉汇编得到：07D0:mvrdr8,

6、8h07D2:mvrdr14,8h07D4:zxdr0,5h07D6:ret（五）、点击Reset加电启动，准备执行导入的程序（六）、进行单步执行，每次执行一条微指令，观察当前微地址项和各寄存器中值的变化以及标志位、指令等的情况并记录下来；也可点击“连续执行”直接得到结果。7错误及结果分析实验过程中遇到的错误以及解决方案：跳转指令修改之后，循环执行完成后不能正确执行下一条指令，程序陷入死循环。解决方案：上一条有效的译码指令执行之后就保存PC的值(即先把PC的值保存在r14寄存器中)，在下一条指令执行之前提取PC的值（即把原先保存

7、的值，r14的值再还原给PC）。实验结果分析：条件结果理论值实测值R0=0005h000Fh000FhR8=0008h0008h0008hR14=0008h0008h0008h实验结果完全正确，符合预期效果。课题设计心得在做实验的时候，首先接触的是这个仿真软件，经过身边同学的演示和讲解，就基本明白了这个仿真平台是如何使用的。在进行自己的设计的时候，开始十分茫然，不知如后下手，从那下手，通过观察，别的同学做的过程，自己也就渐渐明白该如何做了。在设计自己的实验指令的时候遇到了许许多多的小问题，通过与同学探讨，逐渐就明白了实验设计的所

8、需的真正内容了，因此自己的课程设计就变得很明了，做起来就顺手许多。通过此次实验，加深了我对各种指令的认识，了解了指令系统的扩展操作，以及微程序控制器设计与实现的基本过程，丰富了我的知识。通过实验，我有加深了对计算机组成原理知识的理解，加强了对这些知识的应用。但是