计算机组成原理课设文档

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1、第28页一．课设题目：设计一台嵌入式CISC模型计算机（采用定长CPU周期、联合控制方式），并运行能完成一定功能的机器语言程序进行验证，实现方法可从以下4类中任选一个：●连续输入5个有符号整数（8位二进制补码表示，用十六进制数输入），求最大的负数并输出显示。说明：①5个有符号数从外部输入；②一定要使用符号标志位（比如说SF），并且要使用为负的时候转移（比如JS）或不为负的时候转移（比如JNS）指令。二．CISC模型机数据通路框图操作控制器和时序产生器状态条件寄存器FCFZALUACDRR0R1R2PCARROMIR具

2、有时间标志的操作控制信号输入设备输出设备嵌入式CISC模型机外部时钟复位信号第28页第28页三．操作控制器的逻辑框图……指令寄存器IR操作码微地址寄存器地址译码控制存储器地址转移逻辑状态条件微命令寄存器P字段操作控制字段微命令信号说明：在T4内形成微指令的微地址，并访问控制存储器，在T2的上边沿到来时，将读出的微指令打入微指令寄存器，即图中的微命令寄存器和微地址寄存器。四．模型机的指令系统和所有指令的指令格式由此可见，本模型机中的指令系统中共有8条基本指令，下表列出了每条指令的格式、汇编符号和指令功能。助记符号指令格

3、式功能IN1Rd1000××Rd将数据存到Rd寄存器OUT1Rs1111Rs××(Rs)→LEDMOV1Rs,Rd1100RsRd(Rs)→(Rd)CMPRs,Rd1010RsRd(Rs)-(Rd),锁存FSINCRd1101××Rd(Rd)+1→RdMOVRd,data1001××Rddatadata→RdJMPaddr1110××××addraddr→PCJNCaddr1011××××addr若小于，则addr→PCTESTRd0111××Rd测试是否>0,锁存FS说明：①对Rs和Rd的规定：Rs或Rd选定的寄存

4、器00R001R1第28页第28页10R2②模型机规定数据的表示采用定点整数补码表示，单字长为8位，其格式如下：76543210符号位尾数五．所有机器指令的微程序流程图00PC→ARPC+102RDMBUS→IR00P(1)TESTOUT1JMPINCMOV1JNSCMPMOVIN1070F0E0DOC0B0A0908Rd→BUSBUS→ACRs→BUSBUS→ACRs→LEDRd→BUSBUS→ACRs→BUSBUS→ACPC→ARPC+1PC→ARPC+1PC→ARPC+1SW→BUSBUS→Rd20060013

5、120403锁存FS0000P(2)ROM→BUSBUS→PCRd→BUSBUS→DRROM→BUSBUS→RdAC+1→BUSBUS→Rd0000000500AC-DR锁存FSFS=1FS=0003020ROM→BUSBUS→PC0000设计操作控制器单元（即微程序控制器）（1）设计微指令格式和微指令代码表CISC模型机系统使用的微指令采用全水平型微指令，字长为25位，其中微命令字段为17位，P字段为2位，后继微地址为6位，其格式如下：2423222120191817161514131211109876543210

6、LOADLDPCLDARLDIRLDRiRD_BRS_BS1S0ALU_BLDACLDDRWRCSSW_BLED_BLDFRP1P2后继微地址由微指令格式和微程序流程图编写的微指令代码表如下所示，在微指令的代码表中微命令字段从左边到右代表的微命令信号依次为：LOAD、LDPC、LDAR、LDIR、LDRi、RD_B、RS_B、S1、S0、ALU_B、LDAC、LDDR、WR、CS、SW_B、LED_B、LDFR。第28页第28页微地址微命令字段P1P2后继微地址1110011001001111000100101100

7、100101101010001110010010110001000001001011111000100001101100111110010000110010011111001000001001101111000100011100100110100011100110010011110001000010001101111000111001100100111100110001100010011110001000001001101111000111001100100111100010000100010001100001000

8、111100001111000010001100100101100001000110010010110001000011001001111000（2）设计地址转移逻辑电路地址转移逻辑电路是根据微程序流程图3-2中的棱形框部分及多个分支微地址，利用微地址寄存器的异步置“1”端，实现微地址的多路转移。由于微地址寄存器中的触发器异步置“1”端低电平有