计算机组成原理实验报告微程序控制

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1、计算机硬件实验室实验报告课程名称：姓名徐骁学号33班级0920542成绩设备名称及软件环境计算机、Proteus仿真软件、模型机仿真软件实验名称微程序控制器实验日期一．实验内容使用模型机验证微指令与微操作的关系，验证微程序执行时序。6二．理论分析或算法分析微操作码：包含指令执行的一个步骤中所包含的全部微命令的编码，即一条微指令所需的全部控制信号的编码，用来发出操作控制信号。微地址码：用来产生下一条微指令的地址，指出下一条微指令代码在控制存储器中的存储位置。（一）、微程序控制原理：OPIR微操作信号微地址形成部件微操作码微地址状态条件CMARCMIR译码驱动控制存储器CM控

2、制存储器：存放实现计算机指令系统的所有微程序由ROM（EPROM）实现。控制存储器的字长是微指令字的长度。控制存储器的容量取决于指令的数量和每条指令的微程序长度，也取决于微指令代码的利用率。微指令寄存器：微指令寄存器（CMIR）存放由控制存储器读出的一条微指令信息微地址寄存器（CMAR）：存放将要访问的下一条微指令的微地址。微地址形成部件：能测试执行中的状态信息，修改微地址寄存器的内容，以便按修改后的内容去读下一条指令。6（二）、工作原理1、取指阶段（1）将取指微程序首地址置于CMAR中。（2）读微指令。（3）产生微操作命令。（4）形成下一条微指令地址。（5）取下一条微指

3、令。…………重复（1）~（4）过程，直到该机器指令送入IR为止。2、执行阶段（1）当指令存入IR后，由指令的OP部分送到微地址形成部件，形成该指令对应的微程序的首地址。（2）读出微指令。（3）产生微操作命令。（4）形成下一条微指令地址。…………重复（1）~（4）过程，直到该机器指令执行完为止。模型机数据通路框图6三．实现方法（含实现思路、程序流程图、实验电路图和源程序列表等）(a)五条指令的微程序流程图ADD111001IN1312100201STAOUTSW→R0P(1)PC→ARPC+1RAM→BUSBUS→IR0403PC→ARPC+1RAM→BUSBUS→AR15

4、07PC→ARPC+1RAM→BUSBUS→AR16PC→ARPC+1RAM→BUSBUS→AR26PC→ARPC+1RAM→BUSBUS→PCJMP140605R0→DR1RAM→BUSBUS-DR0(DR1)+(DR2)→R001R0→BUSBUS→RAM0117RAM→BUSBUS→DR101DR1→LED2501运行微程序八进制地址KWE23202000KRDRPP(1)1507PC→ARPC+1RAM→BUSBUS→DR116PC→ARPC+1DR1→LED控制台213024PC→ARPC+1(SW)→BUSBUS→DR1DR1→RAM(b)控制台微程序流程图八

5、进制地址016四．实验结果分析（含执行结果验证、输出显示信息、图形、调试过程中所遇的问题及处理方法等）微地址S3S2S1S0MCnWEA9A8ABCμA5--μA0000000000110000001000100000100000001111011011000001002000000001100000001001000030000000011100000000001000400000000101100000000010105000000011010001000000110061001010110011010000000010700000000111000000000110

6、1100000000000010000000000011100000001111011011000001112000000011110110110000111130000000111101101100011101400000001111011011001011015000000101000001000000001160000000011100000000011111700000000101000000001010120000000011110110110010010210000000111101101100101002200000000101000000001011123

7、0000000110000000000000012400000000001000000001100025000001110000101000000001260000000011010001100000012700000111000010100001000030000001101000101000010001微程序代码表6五．结论按照实验要求进行数据操作，实现实验结果，为了便于控制程序的运行，时序电路发生器设置了一个启停控制触发器Cr，使TS1-TS4信号输出可控。其中STEP（单步）、STOP(停机)分别是来自实验板上的两个二