实验桂林电子科技大学系统实验报告

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1、http://wenku.baidu.com/view/4d8203da6f1aff00bed51e94.html CISC模型微处理器设计（VHDL实现）收藏转载自马如林的博客－－I'mlovin'IT(1)实验题目设计一台CISC模型机，要求具有以下验证程序所要求的功能：输入包含10个整数（无符号数）的数组M，按从小到大的顺序输出这10个数。（A类）(2)嵌入式CISC模型机数据通路框图图1模型机数据通路框图(3)操作控制器的逻辑框图图2操作控制器逻辑框图(4)模型机的指令系统和指令格式1指令系统本系统设计了10条指令：IN1(输入到目的寄存器)，MOV（将一个

2、数送入目的寄存器），MOV1（将源寄存器中的数据存储到目的寄存器所指向的地址单元），MOV2（将源寄存器所指向的地址单元中的数送入目的寄存器），OUT1(输出)，CMP（将目的寄存器和源寄存器所指向的地址单元中的数据进行比较），DEC（将目的寄存器中的数据自减一），INC（将目的寄存器中的数据自加一），JMP（无条件跳转），JB（小于跳转），下表列出了每条指令的格式、汇编符号和指令功能。 助记符号指令格式功   能IN1             Rd 1 0 0 0 ×  ×Rd(SW)->RdMOV     im     Rd1 0 0 1 ×  ×Rdim(im

3、)－>RdMOV1    Rs    [Rd]1 0 1 0 Rs  Rd(Rs)->[Rd]MOV2   [Rs]    Rd1 0 1 1 Rs  Rd([Rs])－>RdOUT1            Rd 1 1 0  0 Rs × ×（Rs）－>LEDCMP     Rs     Rd1 1 0 1  Rs Rd(Rs)-(Rd),锁存CY和ZIDEC             Rd 1 1 1 0 × ×Rd(Rd)-1－>RdINC             Rd 1  1 1  1   ×  ×Rd(Rd)+1－>RdJMP     addr 0 1 1

4、 0××××addraddr->PCJB      addr 0 1 1 1 ××××addr若小于，则addr->PC表1指令系统格式表2指令格式下面时系统中采用的10条指令及其格式，其中Rs为源寄存器，Rd为目的寄存器，im为立即数，addr为形式地址。(1)输入指令输入（IN1）指令采用单字节指令，其格式如下：7   6   5    43    21   0操作码× ×Rs(2)MOV指令MOV指令采用双字节指令，其格式如下：7   6   5    43    21   0操作码× ×Rdim(3)MOV1指令 7   6   5    43    21 

5、  0操作码RsRd“Rs”为源寄存器，存放的是源操作数 “Rd”为目的寄存器，存放的是目的操作数所在的地址(4)MOV2指令 7   6   5    43    21   0操作码RsRd“Rs”为源寄存器，存放的是源操作数所在的地址 “Rd”为目的寄存器，存放的是目的操作数(5)输出（OUT1）指令7   6   5    43    21   0操作码Rs× ×(6)比较（CMP）指令7   6   5    43    21   0操作码RsRd“Rs”为源寄存器，存放的是源操作数    “Rd”为目的寄存器，存放的是目的操作数(7)自增一（INC）指令7

6、   6   5    43    21   0操作码× ×Rd(8)自减一（DEC）指令7   6   5    43    21   0操作码× ×Rd(9)条件转移转移指令(JB)指令7   6   5    43    21   0操作码× ×  × ×addr“addr”中的值就是要转移的地址值。(10)无条件转移指令（JMP）指令7   6   5    43    21   0操作码× ×  × ×addr“addr”中的值就是要转移的地址值。其中对Rs和Rd的规定如下：Rs Rd选定的寄存器0   0R00   1R11   0R21   1R33数

7、据格式模型机规定数据的为无符号整数，且字长为8位，其格式如下：7  6   5    4    3    2   1   0数据(5)微程序流程图机器指令的CPU操作流程图是根据模型机的硬件设计、指令系统、所有指令的解释过程和控制信号的时序设计出来的，如图2所示。图中每一个方框执行的时间为一个时钟周期（包含T1-T4共4个节拍脉冲周期），对应一条微指令。框中上面的八进制数表示的是当前微指令在控制存储器中的微地址，框中下面的八进制表示的是当前微指令的后继微地址。图中的菱形框从属于它上面的方框。图2微程序流程图(6)微指令代码表1指令格式本模型机使用的微指令采用全水