计算机组成原理课程实习

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1、《计算机组成原理》课程实习专业：计算机技术与科学学号：201211621113姓名：孔杰指导老师：彭小红时间：2014年6月20号目　录一、课设目的及内容14二、设计的原理1三、二进制微代码表设计6四、机器指令程序7五、线路连接图10六、心得体会12七、参考文献17一、课设目的及内容课程设计目的1.在掌握部件单元电路实验的基础上，进一步将其组成系统构造一台基本模型计算机。2.为其定义五条机器指令，并编写相应的微程序，具体上机调试掌握整机概念。课程设计内容设计一台基本模型机，并实现相关的指令。二、设计的原理部件实验过程中，各部件单元的控制信号是人为模拟产生的，而本次实验将能在

2、微程序控制下自动产生各部件单元控制信号，实现特定指令的功能。这里，计算机数据通路的控制将由微程序控制器来完成，CPU从内存中取出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。本实验采用五条机器指令：IN（输入）、ADD（二进制加法）、STA（存数）、OUT（输出）、JMP（无条件转移）。其中IN为单字长，其余为双字长指令。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。4存储器读操作（KRD）：拨动总清开关CLR后，控制台开关SWB、SWA为“00”时，按START微动开

3、关，可对RAM连续手动读操作。存储器写操作（KWE）：拨动总清开关CLR后，控制台开关SWB、SWA为“01”时，按START微动开关，可对RAM进行连续手动写入。启动程序：拨动总清开关CLR后，控制台开关SWB、SWA置为“11”时，按START微动开关，即可转入到第01号“取址”微指令，启动程序运行上述三条控制台指令用两个开关SWB、SWA的状态来设置，其定义如下：SWBSWA控制台指令001011读内存（KRD）写内存（KWE）启动程序（RP）微代码定义如下表所示：242322212019181716151413121110987654321S3S2S1S0MCnWE

4、A9A8ABCuA5uA4uA3uA2uA1uA0A字段B字段C字段151413选择000001LDRi010LDDR1011LDDR2100LDIR101LOAD110LDAR121110选择000001RS-B010RD-B011RI-B100299-B101ALU-B110PC-B987选择000001P(1)010P(2)011P(3)100P(4)101AR110LDPC4系统涉及到的微程序流程见图4-1，当拟定“取址”微指令时，该微指令的判别测试字段为P（1）测试。由于“取址”微指令是所有微程序都使用的公用微指令，因此P（1）的测试结果出现多路分支。本机用指令寄

5、存器的前4位（IR7-IR4）作为测试条件，出现5路分支，占用5个固定微地址单元。控制台操作为P（4）测试，它以控制台开关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。当分支微地址单元固定后，剩下的其它地方就可以一条微指令占用一个微地址单元随意填写。注意：微程序流程图上的单元地址为8进制。44微程序流程图如下所示：控制台00八进制微地址P(4)PC→AR，PC+1，RAM→BUS，BUS→DR1，PC→AR，PC+1，RAM→BUS，BUS→DR1，DR1→RAM，DR1→LED，20(SWBSWA)KWE(01)KRD(00)RP(11)212023

6、2422013027(DR1)-(DR2)→R0R0→DR1RAM→BUSBUS→DR2RAM→BUSBUS→ARDR1→LED(DR1)+(DR2)→R0R0→DR11301PC→ARPC+1(DR1)+(DR2)→R0R0→DR1RAM→BUSBUS→DR2DR1→LEDRAM→BUSBUS→DR1R0→BUSBUS→RAM(DR1)+(DR2)→R0R0→DR1RAM→BUSBUS→DR2RAM→BUSBUS→ARPC→ARPC+1RAM→BUSBUS→R0RAM→BUSBUS→PCRAM→BUSBUS→ARRAM→BUSBUS→ARRAM→BUSBUS→ARR0→A

7、RPC→ARPC+1PC→ARPC+1PC→ARPC+1PC→ARPC+1SW→R002RAM→BUSBUS→IR10P(1)INADDSTAOUTJMPSUB10111213141503071626310104371732010525330634013501360113三、二进制微代码表设计微地址S3S2S1S0MCNWEA9A8ABCUA5…UA000000000011000000100010000010000000111101101100000100200000000110000000100100003000