计算机组成原理课程设计(微程序)报告.doc

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1、.微程序控制器的设计与实现..目录1设计目的32设计内容33具体要求34设计方案35调试过程……………………………………………..116心得体会...............................12..微程序控制器的设计与实现一、设计目的1)巩固和深刻理解“计算机组成原理”课程所讲解的原理，加深对计算机各模块协同工作的认识2)掌握微程序设计的思想和具体流程、操作方法。3)培养学生独立工作和创新思维的能力，取得设计与调试的实践经验。4)尝试利用编程实现微程序指令的识别和解释的工作流程二、设计内容按照要求设计一指令系

2、统，该指令系统能够实现数据传送，进行加、减运算和无条件转移，具有累加器寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、存储器直接寻址、立即数寻址等五种寻址方式。三、设计要求1)仔细复习所学过的理论知识，掌握微程序设计的思想，并根据掌握的理论写出要设计的指令系统的微程序流程。指令系统至少要包括六条指令，具有上述功能和寻址方式。2)根据微操作流程及给定的微指令格式写出相应的微程序3)将所设计的微程序在虚拟环境中运行调试程序，并给出测试思路和具体程序段4)尝试用C或者Java语言实现所设计的指令系统的加载、识别和解释功能。5)撰写课程设计报告。

3、四、设计方案1)设计思路..按照要求设计指令系统，该指令系统能够实现数据传送，进行加、减运算和无条件转移，具有累加器寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、存储器直接寻址、立即数寻址等五种寻址方式。从而可以想到如下指令：24位控制位分别介绍如下：XRD：外部设备读信号，当给出了外设的地址后，输出此信号，从指定外设读数据。EMWR：程序存储器EM写信号。EMRD：程序存储器EM读信号。PCOE：将程序计数器PC的值送到地址总线ABUS上。EMEN：将程序存储器EM与数据总线DBUS接通，由EMWR和EMRD决定是将DBUS数据写到E

4、M中，还是从EM读出数据送到DBUS。IREN：将程序存储器EM读出的数据打入指令寄存器IR和微指令计数器uPC。EINT：中断返回时清除中断响应和中断请求标志，便于下次中断。ELP：PC打入允许，与指令寄存器的IR3、IR2位结合，控制程序跳转。MAREN：将数据总线DBUS上数据打入地址寄存器MAR。MAROE：将地址寄存器MAR的值送到地址总线ABUS上。OUTEN：将数据总线DBUS上数据送到输出端口寄存器OUT里。STEN：将数据总线DBUS上数据存入堆栈寄存器ST中。RRD：读寄存器组R0-R3，寄存器R?的选择

5、由指令的最低两位决定。RWR：写寄存器组R0-R3，寄存器R?的选择由指令的最低两位决定。CN：决定运算器是否带进位移位，CN=1带进位，CN=0不带进位。FEN：将标志位存入ALU内部的标志寄存器。X2：X1：X0:X2、X1、X0三位组合来译码选择将数据送到DBUS上的寄存器。具体如下：X2X1X0输出寄存器000IN_OE外部输入门001IA_OE中断向量010ST_OE堆栈寄存器011PC_OEPC寄存器..100D_OE直通门101R_OE右移门110L_OE左移门111没有输出WEN：将数据总线DBUS的值打入工

6、作寄存器W中。AEN：将数据总线DBUS的值打入累加器A中。S2：S1：S0:S2、S1、S0三位组合决定ALU做何种运算。具体如下：S2S1S0功能000A+W加001A-W减010A

7、W或011A&W与100A+W+C带进位加101A-W-C带进位减110~AA取反111A输出A模型机的寻址方式分五种：累加器寻址：操作数为累加器A，例如“CPLA”是将累加器A值取反，还有些指令是隐含寻址累加器A，例如“OUT”是将累加器A的值输出到输出端口寄存器OUT。寄存器寻址：参与运算的数据在R0-R3的寄存器中，例如“ADDA，R

8、0”指令是将寄存器R0的值加上累加器A的值，再存入累加器A中。寄存器间接寻址：参与运算的数据在存储器EM中，数据的地址在寄存器R0-R3中，例如“MOVA，@R1”指令是将寄存器R1的值做为地址，把存储器EM中该地址的内容送入累加器A中。存储器直接寻址：参与运算的数据在存储器EM中，数据的地址为指令的操作数。例如“ANDA，40H”指令是将存储器EM中40H单元的数据与累加器A的值做逻辑与运算，结果存入累加器A。..立即数寻址：参与运算的数据为指令的操作数。例如“SUBA，#10H”是从累加器A中减去立即数10H，结果存入累

9、加器A。1)程序清单MOVA,#01H立即数寻址，传送指令，将01h传送给累加器aLOOP:MOVR0,#01H立即数寻址，将01h传送给r0ADDA,R0寄存器寻址，加法操作，将r0的值与a相加，结果存入a中SUBA,@R0寄存器间接寻址，减法将R0的值当作是内存地址，再将此地址的值与A