计算机组成原理课程设计（论文）-设计一台嵌入式cisc模型机

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1、计算机组成原理课程设计(论文)说明书题目：设计一台嵌入式CISC模型机系别：专业：学生姓名：学号：一．CISC模型机数据通路框图总体设计如下嵌入式CISC模型机FCIRALU状态条件寄存器ROMFZ外部时钟DRAC操作控制器和时序产生器复位信号AR具有时间标志的操作控制信号PCR3R2R1R0输出设备输入设备二．操作控制器的逻辑框图……指令寄存器IR操作码微地址寄存器地址译码控制存储器地址转移逻辑状态条件微命令寄存器P字段操作控制字段微命令信号三．模型机的指令系统3.1指令系统76543210I/O指令IN1操作码××Rd

2、OUT1操作码Rs××自增指令INC操作码××Rd跳转指令JB操作码××××ADDRJS操作码××××ADDRJMP操作码××××ADDR比较CMP操作码RsRd移动MOV操作码××RdDATAMOV1操作码RsRd测试TEST操作码××Rd3.2本模型机中的指令系统中共有10条基本指令，下表列出了每条指令的格式、汇编符号和指令功能。助记符指令格式功能IN1Rd0000××Rd将数据存到Rd寄存器OUT1Rs0011Rs××(Rs)→LEDMOV1Rs,Rd0010RsRdRs→RdCMPRs，Rd0110RsRd(Rs)

3、-(Rd),锁存CY和ZIINCRd0100××Rd(Rd)+1→RdMOVRd,data0001××Rddatadata→RdJMPaddr0101××××addraddr→PCJSaddr1000××××addr若为负，则addr→PCJBaddr1001××××addr若小于，则addr→PCTestRd0111××Rd80H-AC，锁存SF说明：①对Rs和Rd的规定：RsRd选定的寄存器00R001R110R211R3②模型机规定数据的表示采用定点整数补码表示，单字长为8位，其格式如下：76543210符号位尾数3

4、.3设计时序产生器电路T1、T2、T3、T4与CLR、Q之间的关系图QCLRT1T2T3T4一个CPU周期四．微程序流程图00PC→ARPC+102RDMBUS→IR10P(1)IN1TESTJBJSCMPMOVOUT1JMPINCMOV1107191714121816111315Rd→BUSBUS→ACRd→BUSBUS→ACPC→ARPC+1PC→ARPC+1PC→ARPC+1Rs→BUSBUS→RdRs→BUSBUS→ACSW→BUSBUS→RdPC→ARPC+1Rs→LED0720050408060300P(3)A

5、C锁存FS00P(2)ROM→BUSBUS→PCRd→BUSBUS→DRROM→BUSBUS→RdAC+1→BUSBUS→Rd00FC=0或FZ=1FC=1且FZ=00900000000AC-DR锁存FS和FZ3020ROM→BUSBUS→PC000000FS=0FS=12808ROM→BUSBUS→PC五．编写汇编语言源程序由给出的题目（范例）和设计的指令系统编写相应的汇编语言源程序。算法思想为：采用R0寄存器存放从开关输入的任意一个整数，R1存放准备参加累加运算的奇数，R2存放累加和，用一个循环程序实现如下：MOVR3

6、,0MOVR2,0MOVR1,5L2:IN1R0TestR0JSL1L3:INCR2CMPR2,R1JBL2L4:OUT1R3JMPL4L1:CMPR0,R3JBL3MOV1R0,R3JMPL3六．机器语言源程序根据设计的指令格式，将汇编语言源程序手工转换成机器语言源程序，并将其设计到模型机中的ROM中去。与3.3.8中汇编语言源程序对应的机器语言源程序如下：助记符地址（十六进制）机器代码功能MOVR3,O00000100110→R3010000000MOVR2,002000100100→R20300000000MOVR1

7、,504000100015→R10500000101L2:IN1R00600000000(SW)→R0TestR0070111000080H-ACJSL10810000000若SF=1L1→PC0900010001L3:INCR20A01000010(R2)+1→R2CMPR2,R10B01101001(R2)-(R1)JBL20C10010000L2→PCOD00000110L4:OUT1R30E00111100(R3)→LEDJMPL40F01010000L4→PC1000001110L1:CMPR0,R3110110

8、0011(R0)-(R3)JBL31210010000L3→PC1300001010MOV1R0,R31400100011R0→R3JMPL31501010000L3→PC1600001010七．机器语言源程序的功能仿真波形图及结果分析；输入数值：85，05，83，87，89输出结果：89结果分析：05