TEC-8 运算器组成实验.ppt

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1、计算机组成原理实验北京邮电大学计算机学院实验中心系统结构实验室2016年3月目录TEC-8实验系统简介运算器组成实验双端口存储器实验数据通路实验微程序控制器实验CPU组成与机器指令的执行中断原理实验TEC-82北京邮电大学计算机学院实验中心系统结构实验室实验报告要求交两份综合实验报告：数据通路综合测试报告1.运算器部分测试报告(芯片及硬件电路分析、测试方案详解、测试数据及分析、实验结论）。2.存储器部分测试报告(芯片及硬件电路分析、测试方案详解、测试数据及分析、实验结论）。3.数据通路完整测试报告(电路分析、测试方案详解、测试数据及分析，实验结论）4.实验心得实验报告要求微程序

2、控制器及CPU取指综合测试报告1.微程序控制器部分测试报告(芯片及硬件电路分析、微指令格式分析、流程图测试详解）。2.模型机CPU取指测试报告(整体框图分析、测试程序分析、测试过程及结果详解、实验结论）。3.中断测试报告(硬件中断原理分析、测试程序分析、执行及结果分析，实验结论）4.实验心得。TEC-8实验系统简介TEC-8北京邮电大学计算机学院实验中心系统结构实验室5TEC-8实验系统简介TEC-8北京邮电大学计算机学院实验中心系统结构实验室6数码管逻辑笔硬布线/独立/微程序转换VGA接口电源指示LOG微程序控制器单片机交通灯喇叭LED显示运算器存储器EPM7128VCCGN

3、D时钟源电位器单脉冲时序操作模式数据开关电平控制信号开关TEC-8实验系统简介TEC-8北京邮电大学计算机学院实验中心系统结构实验室7微命令指示灯微程序控制器E2PROM单片机89S52双端口寄存器组7064运算器74LS181双端口RAM7132控制转换开关、指示灯编程开关、指示灯、复位、插座P字段、微地址指示灯DBUSALUA,BPC、AR、IR、INSCZ时序电路时钟源、时序脉冲产生和译码，启停逻辑等；提供CPU周期所需的时序信号，取指并执行指令。TEC-8模型计算机主时钟MF的频率为1MHz，执行一条微指令需要3个节拍脉冲T1、T2、T3。TEC-8模型计算机时序采用不

4、定长机器周期，绝大多数指令采用2个机器周期W1、W2，少数指令采用一个机器周期W1或者3个机器周期W1、W2、W3。TEC-8北京邮电大学计算机学院实验中心系统结构实验室8时序电路它由2片GAL22V10组成，产生节拍脉冲T1、T2、T3，节拍电位W1、W2、W3，以及中断请求信号ITNQ。主时钟MF采用石英晶体振荡器产生的1MHz时钟信号。T1、T2、T3的脉宽为1µS。一个机器周期包含一组T1、T2、T3。当DP=1时，处于单微指令运行方式，每按一次QD按钮，只产生一组T1、T2、T3；当DP=0时，处于连续运行方式，每按一次QD按钮，开始连续产生T1、T2、T3，直到按一

5、次CLR按钮或者控制器产生STOP信号为止。TEC-8北京邮电大学计算机学院实验中心系统结构实验室9时序电路TEC-8北京邮电大学计算机学院实验中心系统结构实验室10TEC-8模型计算机时序图TEC-8北京邮电大学计算机学院实验中心系统结构实验室11MF周期1μS，占空比50%，T1~T3的脉宽1μS。微指令周期3μS。TEC-8北京邮电大学计算机学院实验中心系统结构实验室12TEC-8模型计算机框图TEC-8模型计算机指令系统TEC-8北京邮电大学计算机学院实验中心系统结构实验室13TEC-8北京邮电大学计算机学院实验中心系统结构实验室14名称助记符功能指令格式IR(7-4)

6、IR(3-2)IR(1-0)加法ADDRd,RsRd←Rd+Rs0001RdRs减法SUBRd,RsRd←Rd-Rs0010RdRs逻辑与ANDRd,RsRd←RdandRs0011RdRs加1INCRdRd←Rd+10100RdXX取数LDRd,[Rs]Rd←[Rs]0101RdRs存数STRs,[Rd]Rs→[Rd]0110RdRsC条件转移JCaddrC=1，则PC←@+offset0111offsetZ条件转移JZaddrZ=1，则PC←@+offset1000offset无条件转移JMP[Rd]PC←Rd1001RdXX输出OUTRsDBUS←Rs1010XXRs中断

7、返回IRET返回断点1011XXXX关中断DI禁止中断1100XXXX开中断EI允许中断1101XXXX停机STP暂停运行1110XXXXTEC-8控制操作模式TEC-8北京邮电大学计算机学院实验中心系统结构实验室15操作模式开关操作模式实验功能SWC、SWB、SWA000启动程序运行001写存储器010读存储器011读寄存器100写寄存器SWC、SWB、SWA101运算器组成实验110双端口存储器实验111数据通路实验1.硬连线:硬连线控制器产生控制信号2.独立:开关产生控制信号3.微程序