组成原理课设加减法指令的实现

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1、附件1:学号：课程设计题目加减法指令的实现学院计算机科学与技术专业计算机科学与技术班级姓名指导教师2011年6月30日课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：计算机科学与技术学院题目：基本模型机的设计一一加减法指令的实现初始条件：理论：学完“电工电子学”、“数字逻辑”、“汇编语言程序设计”、和“计算机组成原理”课程，掌握计算机组成原理实验平台的使用。实践：计算机学院科学系实验中心提供计算机、实验的软件、硬件平台，在实验中心硬件平台验证设计结果。要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、基本模型机系统分析与设计，利用所

2、学的计算机组成原理课程中的知识和提供的实验平台完成设计任务，从而建立清晰完整的整机概念。2、根据课程设计题目的要求，编制实验所需的程序，上机测试并分析所设计的程序。3、课程设计的书写报告应包括：（1）课程设计的题目。（2）设计的目的及设计原理。（3）根据设计要求给出模型机的逻辑框图。（4）设计指令系统，并分析指令格式。（5）设计微程序及其实现的方法（包括微指令格式的设计，后续微地址的产生方法以及微程序入口地址的形成）。（6）模型机当中时序的设计安排。（7）设计指令执行流程。（8）给出编制的源程序，写出程序的指令代码及微程序。（9）说明在使用软件HKCPT的联机方式与脱机方

3、式的实现过程（包括编制程序中加减法指令的时序分析，累加器A和有关寄存器、存储器的数据变化以及数据流程）。（10）课程设计总结（设计的特点、不足、收获与体会）。时间安排：周一：熟悉相关资料。周二：系统分析，设计程序。周三、四：编程并上实验平台调试周五：撰写课程设计报告。指导教师签名：系主任（或责任教师）签名:基本模型机的设计加减法指令的实现1课程设计的目的1、掌握了各个单元模块的工作原理，进一步将其组成完整的系统，构造成1台基木的模型计算机。2、掌握计算机组成原理实骑平台的使用，加深对计算机各模块协同工作的认识，建立清晰完整的整机概念。3、通过使用软件HKCPT,了解程序编

4、译、加载的过程。4、通过微单步、单拍调试，理解模型机中的数据流向。2课设原理本个实验能在微程序的控制下自动产生各种单元模块的控制信号，实现加减法指令的功能。在本实验中，计算机的数据通道、CPU从内存中取出机器指令，解释、执行指令都将由微指令组成的时序来完成，即一条机器指令对应一个微程序。1根据各模块控制信号连接表用导线将实验平台HKZK-CPT板上的各单元连接好（总线和内存单元，微程序控制单元，寄存器组单元，算术逻辑单元，指令寄存器，启停单元等）。2设计好加减法指令并编译运行。在软件HKCPT中，分别输入设计好的两个程序，并且分别编译、加载到实验平台中。3分别运行程序，通

5、过软件HKCPT的微单步功能可观察各个变量的变化。3模型机的逻辑框图根据设计要求，模拟机的逻辑框图如下:4指令系统的设计4.1指令类型（1）算术/逻辑运算指令如：进行加法、减法、取反、逻辑运算例如：ADDA,RiSUBA,RiANDA,Ri（2）移位操作指令带进们位或不带进位的移位指令例如:RRCA,RiRRA（3）数据传送类指令CPU内部寄存器Z间进行数据传递例如：MOVA,RIMOVRl,A(4)程序跳转指令程序跳转指令可分为无条件跳转指令和有条件跳转指令两大类•它可以根据寄存器的内容是否为零来标志(ZD),有进位标志(CY),也可以根据实际情况自行设置。例如：无条件

6、跳转指令JMPaddrZD二0时跳转JZaddrCY=O时跳转JCaddr自定义的跳转语句JNaddr(5)存储器操作类指令存储器读/写指令，用来把内在单元写入寄存器中或把寄存器中的内容写入存储器。例如：LDDaddr(addr^A)STAaddr(A)-^addr)4.2操作数寻址方式和编码操作数寻址方式就是形成操作数有效地址的方法•寻址过程不是用X和D的不同组合形成操作数有效地址的过程•其图示如下：OPXD(1)立即数寻址操作数直接给出在指令字中，即指令字中直接给出的不是操作数地址，而是操作数本身。主要用法：把一个确定的数据传送到一个通用寄存器中。单字指令：操作码Ri

7、立即数双字指令:（2）直接寻址在指令的操作码地址字段直接给出操作数在存储器中的地址单字指令：操作码Ri直接地址双字指令:（3）寄存器寻址寄存器中存放操作数，指令中给出寄存器编号（名字、地址），寄存器寻址在指令中占用位数少，有利于缩短指令字长度，取数、保存结果迅速方便，是最基木、最简单的寻址方式。（4）寄存器间接寻址寄存器中存放操作数的地址，根据该地址去读写存储器，形式地址为寄存器编号（名字）操作码R,存储器操作数.操作数的地址>通用寄存器5微程序及其实现在本实验平台的硕件设计中，采用24位微指令，若微指令采用全水平不编码纯控制