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《基本模型機的設計與實現(xiàn)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、計算機組成原理課程設計報告題目：簡單模型機設計院（系）：計算機科學與工程學院專業(yè)：計算機科學與技術班級：100602學生：王朝綱學號：100602119指導教師：徐萬羅2012年6月一、實驗目的1、在掌握部件單元電路實驗的基礎上，進一步將其組成系統(tǒng)地構造一臺基本模型計算機。2、為其定義5條機器指令，并編寫相應的微程序，上機調試掌握機概念。二、實驗設備Ｄais-CMH+/CMH計算器組成原理教學實驗系統(tǒng)一臺，實驗用扁平線、導線若干。三、實驗內容1.實驗原理部件實驗過程中，各部件單元的控制信號是以人為模擬產生為主，而本次
2、實驗將能在微程序控制下自動產生各部件單元的控制信號，實現(xiàn)特定的指令的功能。這里，計算機數(shù)據(jù)通路的控制將由微程序控制器來完成，CPU從內存中取出一條機器指令到指令執(zhí)行結束的一個指令周期全部由微指令組成的序列來完成，即一條機器指令對應一個微程序.在這次課程設計中，主要用到IN(輸入)、ADD(加法)、STA(存數(shù))、OUT(輸出)、JMP(無條件轉移)五條機器指令，其指令格式如下（前四位為操作碼）：助記符機器指令碼（二進制）說明微程序的入口地址（八進制）IN00100000“INPUTDEVICE”中的開關狀態(tài)—>R00
3、9（取指令后續(xù)微指令默認地址為09）ADDaddr01000000XXXXXXXXRO+[addr]——>R00ASUBaddr11000000XXXXXXXXRO-[addr]——>R00ESTAaddr01100000XXXXXXXXRO——>[addr]0BOUTaddr10000000XXXXXXXX[addr]——>LED0CJMPaddr10100000XXXXXXXXaddr——>PC0D其中IN為單字節(jié)（8位），期于為雙字節(jié)指令，XXXXXXXX為addr對應的二進制地址碼。系統(tǒng)涉及到的微程序流程圖如
4、圖1-1所示，數(shù)據(jù)通路框圖見圖1-2，當擬定“取消”微指令時，該微指令的差別測試字段為P(1)測試。由于“取指”微指令是所有微程序都使用的公用微指令，因此P（1）的測試結果出現(xiàn)多路分支。本機用指令寄存器的前4位（IR7~IR4）作為測試條件，出現(xiàn)5路分支，占用5個固定微地單元。011A191817141316070E0D0C0B060504030A09P(1)PC->ARPC+1PC->ARPC+1SW->R0PC->ARPC+1PC->ARPC+1PC->ARPC+1RAM->BUSBUS->ARRAM->BUSB
5、US->DR2RO->DR1(DR1)+(DR2)->RORAM->BUSBUS->ARRO->BUSBUS->RAMRAM->BUSBUS->ARRAM->BUSBUS->LEDRAM->BUSBUS->ARRAM->BUSBUS->ARRAM->BUSBUS->DR2RO->DR1(DR1)^(DR2)->RO0102RAM->BUSBUS->IRPC->ARPC+1080101010101圖1-1微程序流程圖??????????????????圖1-2數(shù)據(jù)通路框圖其中：①ALU：這是4位帶進位的加法器。帶有兩個
6、鎖存器IR1、IR2。由S0、S1、S2、S3、CN、N控制信號設置其運行狀態(tài)。S0、S1、S2、S3控制ALU的運算方式；同時當二進制開關N=1是進行邏輯運算，當N=0是進行算術運算。CN是ALU的進位控制開關，當CN=0是無進位；CN=1是帶進位。②TEXT：作為移位發(fā)生器。由S0、S1、M控制信號設置其運行狀態(tài)，其控制特性列表如下：299-BS1S0M功能000任意保持0100循環(huán)右移0101帶進位循環(huán)右移0010循環(huán)左移0011帶進位循環(huán)左移任意11任意裝數(shù)??????????????????????說明：令
7、CBA=011時表中299-B=0③MEM：主存。用來存放數(shù)據(jù)。④PC：程序計數(shù)器又稱為指令計數(shù)器或指令指針I(yè)P，它的作用是提供指令的地址。因此PC用來指示程序的進程。當現(xiàn)行指令執(zhí)行完畢時，由PC提供后繼指令的地址，并送往主存的地址寄存器MAR。當程序按順序執(zhí)行時，每讀取一條指令后，PC要加上一個增量（通常為剛讀取指令所占的存儲單元數(shù)），以指向下條指令地址。當遇到轉移指令時，需改變程序的執(zhí)行順序，則由轉移指令形成轉移地址送往PC作為后繼指令地址。PC具有加1計數(shù)功能，并可以編程訪問。⑤IR：指令寄存器。用來存放當前正
8、在執(zhí)行的一條指令。當執(zhí)行一條指令時，應先將指令從主存中讀出到IR中。IR的輸出是控制器產生控制信號的主要邏輯依據(jù)。不可編程訪問。⑥AR：地址寄存器，用來保存當前CPU所訪問的主存黨員的地址。由于主存和CPU之間存在著操作速度上的差別，所以必須使用地址寄存器來保持地址信息，直到主存的讀寫操作完成為止。⑦Rx：圖中的R0、R1、R2為通用寄存器?？?/p>
