计算机组成原理---指令扩展实验.doc

《计算机组成原理---指令扩展实验.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、《计算机组成原理A》课程设计性实验报告开课实验室：计算机组成原理实验室年月日实验题目指令扩展实验一、实验目的深入了解教学计算机微程序控制器的组成和设计技术，包括Am2910器件的功能与具体用法，教学计算机的总体组成和部件之间的连接方法，总之应该深入理解控制器部件的组成、设计、控制与使用等诸项知识。二、设备与环境TEC-XP+教学机，微机(装有WindowsXP、ISPLEVER、ispVMSystem等软件)。三、实验内容在现有的基本指令系统上，扩展2条指令，分别是：指令一：NXORDR,SR，其功能是（DR⊕SR）àDR。指令二:SW

2、RMDR,[SR],其功能是DR与[SR]的值互换，实现寄存器与内存单元（通过间接寻址方式）之间的数据传送。四、实验步骤1、CPU模型2、微程序控制器组成原理框图3、机器指令与微指令关系①PC:存放下一条机器指令的地址（向指令存储器提供指令地址）。②指令存储器：（存放所有机器指令），经地址译码，选中相应存储单元，取出相应机器指令，送入指令寄存器IR。③指令寄存器IR：存放正在执行的机器指令。机器指令包含两个字段：操作码（OP）、地址码。④由操作码（OP）映射得到微地址（译码过程），即机器指令所对应的微程序入口地址，存入微地址寄存器。⑤控

3、制存储器存放所有的微程序，经地址译码读出一条微指令。⑥由控制存储器读出的一条微指令存入微指令寄存器。4、教学机TEC-XP的控制器提供的控制信号（微指令格式）①B0-B5字段：DC1:CPU内部总线数据来源选择控制，详见表1-1；DC2:专用寄存器接收控制，详见表1-2。②B6-B11字段：SSHSCI:最低进位输入、移位输入控制信号，详见表2-1；SST：状态寄存器控制信号，详见表2-2。③B12-B19字段：A口：0000表示不使用寄存器，1000表示取IR中的SR，0100表示R4(SP),0101表示R5（PC）；B口：0000

4、表示不使用寄存器，1000表示取IR中的DR，0100表示R4(SP),0101表示R5（PC）。表1-1DC1-CPU内部总线数据来源选择表1-2DC2-专用寄存器接收控制DC1编码译码信号操作说明000/SWTOIB送开关内容到内部总线001/RTOIB送ALU输出到内部总线010/ETOIB送IR低位字内容到内部总线011/FTOIB送程序状态字到内部总线100/16位机不用101/16位机不用110/INTV送中断向量到内部总线111NC无操作DC1编码译码信号操作说明000NC无操作001/GIR指令寄存器接收010/16位机

5、不用011/GAR地址寄存器接收100/INTR恢复中断优先级101/INTN接收中断优先级110/EI用于开中断指令111/DI用于关中断指令表2-1状态寄存器表2-2最低进位输入、移位输入控制信号SSHSCICin/Shift000Cin=0001Cin=1010Cin=C100逻辑移位101循环移位SSTCZVS000CZVS001CyZROVF15010内部总线0110ZVS1001ZVS101RAM0ZVS110RAM15ZVS111Q0ZVS④B20-B28字段：I5-I3，I8-I6,I2-I0，为Am2901的9位控制码

6、，详见下表3-1。I8-I6:运算结果处理I5-I3:运算功能I2-I0:数据来源编码通用寄存器Q寄存器Y的输出RS000F→QFR+SAQ001FS-RAB010F→BAR-S0Q011F→BFR∨S0B100F/2→BQ/2→QFR∧S0A101F/2→BF/R∧SDA110F*2→BQ*2→QFR∀SDQ111F*2→BF/(R∀S)D0⑤B29-B31字段：/MIOREQ/WE对内存和I/O接口读写控制：MRW编码功能000写内存001读内存010写串口011读串口1XX无内存和串口的读写操作/MIO（0：有内存或串口的读写，1

7、：无）REQ（0：读写内存，1：读写串行口）/WE（0：写操作，1:读操作）⑥B32-B39字段：顺序控制字段，CI3-CI0,SCC3-0=00100000（20H）时，表示MAPROM映射入口地址；CI3-CI0,SCC3-0=11100000（E0H）时，表示顺序执行；当CI3-CI0=0011（3H）时SCC3-0字段有效，此时SCC编码及功能详见下表4-1。SCC编码(CI3-CI0=0011时有效)功能(下面条件满足时，使/CC=0)0000必转移0010有中断，INT=0时转移0100C、Z测试，JRC、JRNC、JRZ、

8、JRNZ指令微指令转移条件不成立时，转移0101S测试，JRS、JRNS指令微指令转移条件不成立时，转移0110IR10=0时（IN），转移0111IR8=1时（PUSH、POP），转移⑦B40-B47字段