组成原理课程设计定点原码一位乘

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1、沈阳航空航天大学课程设计报告课程设计名称：计算机组成原理课程设计课程设计题目：定点原码一位乘法器的设计院（系）：计算机学院专业：计算机科学与技术班级：84010103学号：2008040101061姓名：李雪城指导教师：周大海完成日期：2011年01月14日沈阳航空航天大学课程设计报告目录第1章总体设计方案11.1设计原理11.2设计思路11.3设计环境1第2章详细设计方案32.1总体方案的设计与实现32.1.1总体方案的逻辑图42.1.2算法流程图52.2功能模块的设计与实现62.2.1数据输入模块的设计与实现62.2.2乘数末位判断模块的设计与实现62.2.3移位模块的设计与

2、实现72.2.4乘积结果显示的设计与实现8第3章程序调试与结果测试93.1程序调试93.2结果测试9参考文献11附录12-14-沈阳航空航天大学课程设计报告第1章总体设计方案1.1设计原理原码一位乘，即两个原码数相乘，其乘积的符号为相乘两数符号的异或值，数值则为两数绝对值之积。在计算时，用乘数寄存器的最低位来控制部分积是否与被乘数相加，然后右移部分积和乘数，同时乘数寄存器接收部分积右移出来的一位，完成运算后，部分积寄存器保存乘积的高位部分，乘数寄存器中保存乘积的低位部分。1.2设计思路被乘数与乘数都是4位，所以相乘的结果是8位。每个寄存器的范围是8位，所以乘积的结果用一个寄存器来

3、存储表示。实验开始时将实验数据从实验箱的开关输入到R0、R1、R2三个寄存器中，部分积存放在R0，4位被乘数放在R1,4位乘数放在R2。运算过程采用原码一位乘。在计算时，首先判断乘数末位上的值是1还是0，决定部分积是否与被乘数相加，然后判断部分积的末位，因为右移时部分积的末位会溢出，乘数右移时要接收由部分积溢出来的数，所以根据判断来决定乘数右移后的高位是1还是0。运算结束时8位乘积结果的高4位从R0调出，低4位从R1调出，两个数据组成最终结果，并在OUT寄存器中显示。1.3设计环境本实验采用COP2000实验箱和COP2000仿真软件。在COP2000试验仪上实现编程，所应用的编

4、程语言为汇编语言。在伟福试验仪中有相关的模型机指令集分为几大类：算术运算指令、逻辑运算指令、移位指令、数据传输指令、跳转指令、中断返回指令、输入输出指令。本程序所用到的相应的指令集（1）算术逻辑运算指令ADDA,R?------------将寄存器R?的值加入累加器A中-14-沈阳航空航天大学课程设计报告ADDA，#II----------立即数#II加入累加器A中SUBA，#II-----------从累加器中减去立即数后加入累加器A中ANDA，#II-----------累加器A“与”立即数II（2）数据传送指令MOVA，R?------------将寄存器R?的值送到累加器

5、A中MOVR？,#II------------将立即数II存放到寄存器R?中MOVR?，A------------将累加器A中的值送到寄存器A中（3）移位指令RRA----------------累加器A右移RLA----------------累加器A左移（4）跳转指令JZMM---------------若零标志位置1，跳转到MM地址JMPMM---------------跳转到MM（5）位运算ANDA，R?------------累加器A“与”寄存器R?的值（6）输入输出OUT--------------------将累加器A中数据输出到输出端口此为COP2000计算机组成

6、原理实验软件截图：图1.1COP2000计算机组成原理集成调试软件-14-沈阳航空航天大学课程设计报告第2章详细设计方案2.1总体方案的设计与实现（a）初始化以及输入乘数与被乘数首先是将部分积初始化送到寄存器R0中,乘数放入R1,被乘数放入R2。直接进行到地址LOOP部分。(b)运算过程首先从乘数最低位开始判断，将R1放于寄存器A中并和立即数#01H相与，此时可以判断乘数最低位是0或1。基于语句JZNEXT，当前面的判断结果是0，跳转到地址NEXT；否则顺序执行程序。跳转到NEXT，即当程序乘数最低位为0时，将R0不变；顺序执行程序，即当乘数最低位为1时，将R0与R2相加，所得到

7、的结果送到寄存器R0中。然后进行移位操作。在移位前需要考虑R0的最低位是0或1，因为部分积移到的数值也是结果的部分，就是保存在结果低位的部分，也就是寄存器R1中，所以要保留移掉部分,此时判断R0最低位。利用语句JZNEXT1，当前面的判断结果是0，标志位为1，跳转到地址NEXT1；否则顺序执行程序。当部分积最低位是1时，右移R0，右移R1加1000，进行保存；当部分积最低位是0时，右移R0、R1，进行保存。每次循环结束都要进入结果输出部分JZNEXT2。（c）显示乘积的结果最后循