跳轉(zhuǎn)指令實(shí)現(xiàn)

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1、武漢理工大學(xué)《計(jì)算機(jī)組成原理》課程設(shè)計(jì)說明書課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生姓名：專業(yè)班級(jí)：指導(dǎo)教師：工作單位：題目:基本模型機(jī)的設(shè)計(jì)——跳轉(zhuǎn)指令的實(shí)現(xiàn)初始條件：理論：學(xué)完“電工電子學(xué)”、“數(shù)字邏輯”、“匯編語言程序設(shè)計(jì)”、和“計(jì)算機(jī)組成原理”課程，掌握計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的使用。實(shí)踐：計(jì)算機(jī)學(xué)院科學(xué)系實(shí)驗(yàn)中心提供計(jì)算機(jī)、實(shí)驗(yàn)的軟件、硬件平臺(tái)，在實(shí)驗(yàn)中心硬件平臺(tái)驗(yàn)證設(shè)計(jì)結(jié)果。要求完成的主要任務(wù):（包括課程設(shè)計(jì)工作量及其技術(shù)要求，以及說明書撰寫等具體要求）1、基本模型機(jī)系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)，利用所學(xué)的計(jì)算機(jī)組成原理課程中的知識(shí)和提供的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)完成設(shè)計(jì)任務(wù)，從而建立清晰完整的整機(jī)概念。2、根據(jù)課程設(shè)計(jì)題目的要

2、求，編制實(shí)驗(yàn)所需的程序，上機(jī)測(cè)試并分析所設(shè)計(jì)的程序。3、課程設(shè)計(jì)的書寫報(bào)告應(yīng)包括：（1）課程設(shè)計(jì)的題目。（2）設(shè)計(jì)的目的及設(shè)計(jì)原理。（3）根據(jù)設(shè)計(jì)要求給出模型機(jī)的邏輯框圖。（4）設(shè)計(jì)指令系統(tǒng)，并分析指令格式。（5）設(shè)計(jì)微程序及其實(shí)現(xiàn)的方法（包括微指令格式的設(shè)計(jì)，后續(xù)微地址的產(chǎn)生方法以及微程序入口地址的形成）。（6）模型機(jī)當(dāng)中時(shí)序的設(shè)計(jì)安排。（7）設(shè)計(jì)指令執(zhí)行流程。（8）給出編制的源程序,寫出程序的指令代碼及微程序。（9）說明在使用軟件HKCPT的聯(lián)機(jī)方式與脫機(jī)方式的實(shí)現(xiàn)過程（包括編制程序中跳轉(zhuǎn)指令的時(shí)序分析，累加器A和有關(guān)寄存器、存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)變化以及數(shù)據(jù)流程）。（10）課程設(shè)計(jì)總結(jié)（設(shè)計(jì)

3、的特點(diǎn)、不足、收獲與體會(huì)）。時(shí)間安排：設(shè)計(jì)時(shí)間為第18周周一：熟悉相關(guān)資料。周二：系統(tǒng)分析,設(shè)計(jì)程序。周三、四：編程并上實(shí)驗(yàn)平臺(tái)調(diào)試周五：撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告。指導(dǎo)教師簽名：年月日系主任（或責(zé)任教師）簽名：年月日29武漢理工大學(xué)《計(jì)算機(jī)組成原理》課程設(shè)計(jì)說明書基本模型機(jī)的設(shè)計(jì)——跳轉(zhuǎn)指令的實(shí)現(xiàn)1、課程設(shè)計(jì)的題目基本模型機(jī)的設(shè)計(jì)——跳轉(zhuǎn)指令的實(shí)現(xiàn)2設(shè)計(jì)的目的及設(shè)計(jì)的原理2.1設(shè)計(jì)的目的1、掌握了各個(gè)單元模塊的工作原理,進(jìn)一步將其組成整的系統(tǒng)，構(gòu)造成1臺(tái)基本的模型計(jì)算機(jī)。2、根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，規(guī)劃讀寫內(nèi)存、寄存器、數(shù)值計(jì)算等功能，并且編寫相應(yīng)的微程序。用軟件HKCPT的微單步功能觀察指令運(yùn)行狀態(tài)，掌

4、握微程序控制原理。3、利用所學(xué)的計(jì)算機(jī)組成原理課程中的知識(shí)和提供的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)完成設(shè)計(jì)任務(wù)，從而建立清晰完整的整機(jī)概念，具體上機(jī)調(diào)試各個(gè)模塊單元以便進(jìn)一步掌握整機(jī)的概念。2.2設(shè)計(jì)的原理在各個(gè)模型實(shí)驗(yàn)中，各模塊的控制信號(hào)都是由實(shí)驗(yàn)者手動(dòng)模擬產(chǎn)生的。而在真正的試驗(yàn)系統(tǒng)中，模型機(jī)的運(yùn)行是在微程序的控制下，實(shí)現(xiàn)特定指令的功能。在本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中，模型機(jī)從內(nèi)存中取出、解釋、執(zhí)行機(jī)器指令都由微指令和與之相配合的時(shí)序來完成，既1條機(jī)器指令對(duì)應(yīng)1個(gè)微程序。3模型機(jī)的總體設(shè)計(jì)3.1基本模型機(jī)系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)1、簡(jiǎn)單的模型計(jì)算機(jī)是由算術(shù)邏輯運(yùn)算單元、微程序單元、堆棧寄存器單元、累加器、啟停、時(shí)序單元、總線和存儲(chǔ)器單

5、元組成。2、在模型機(jī)中，我們將要實(shí)現(xiàn)RAM的讀寫指令，寄存器的讀寫指令，跳轉(zhuǎn)指令，ALU的加、減指令。把通用寄存器作為累加器A們進(jìn)行左、右移等操作指令，整體構(gòu)成一個(gè)單累加器多寄存器的系統(tǒng)。29武漢理工大學(xué)《計(jì)算機(jī)組成原理》課程設(shè)計(jì)說明書3、根據(jù)設(shè)計(jì)要求，對(duì)實(shí)驗(yàn)儀硬件資源進(jìn)行邏輯組合，便可設(shè)計(jì)出該模型機(jī)的整機(jī)邏輯框圖。3.2模型機(jī)的邏輯框圖4設(shè)計(jì)指令系統(tǒng)本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)內(nèi)采用的是8位數(shù)據(jù)總線和8位地址總線，在設(shè)計(jì)指令系統(tǒng)時(shí)考慮有如下幾種類型的指令和尋址方式及編碼方式：4.1指令類型4.1.1算術(shù)/邏輯運(yùn)算類指令如：加法、減法、取反、邏輯運(yùn)算ADDA,Ri,SUBA,Ri4.1.2移位操作類指令2

6、9武漢理工大學(xué)《計(jì)算機(jī)組成原理》課程設(shè)計(jì)說明書帶進(jìn)位或不帶進(jìn)位的移位指令RRCA,RLCA,RRA4.1.3數(shù)據(jù)傳送類指令CPU內(nèi)部寄存器之間數(shù)據(jù)傳遞MOVA,RiMOVRi,A4.1.4程序跳轉(zhuǎn)指令跳轉(zhuǎn)指令分為無條件跳轉(zhuǎn)指令和有條件跳轉(zhuǎn)指令?？筛鶕?jù)寄存器內(nèi)容為零來標(biāo)志（ZD）、有無進(jìn)位來標(biāo)志（CY），也可根據(jù)用戶自定義標(biāo)志。JMPaddr無條件跳轉(zhuǎn)JZaddrZD=0時(shí)跳轉(zhuǎn)JCaddrCY=0時(shí)跳轉(zhuǎn)JNaddr自定義4.1.5存儲(chǔ)器操作類指令存儲(chǔ)器讀/寫指令。把內(nèi)存某單元內(nèi)容寫入寄存器中或把寄存器中的內(nèi)容寫入存儲(chǔ)器。如：LDAaddr(addr)->ASTAaddr(A)->addr4

7、.2操作數(shù)尋址方式及編碼4.2.1直接地址尋址如：雙字節(jié)指令LDAaddr(addr)->ASTAaddr(A)->addr第1字節(jié)I7I6I5I4I3I2I1I0操作碼29武漢理工大學(xué)《計(jì)算機(jī)組成原理》課程設(shè)計(jì)說明書第2字節(jié)A7A6A5A4A3A2A1A0操作數(shù)地址addr4.2.2寄存器直接尋址指令字節(jié)中含有寄存器選擇碼，決定選擇哪個(gè)寄存器進(jìn)行操作。如：?jiǎn)巫止?jié)指令MOVA,Ri(Ri)->A單字節(jié)I7I6I5I4I3I2I1I0