計算機組成原理課程設計報告重慶大學

計算機組成原理課程設計報告

題目：微程序設計

專業：計算機科學與技術

班級：

指導老師：

目錄

一、摘要

二、設計要求

三、微程序控制器原理

四、總體設計

五、測試

六、結論

七、參考文獻目錄

八、 個人總結

重慶大學本科學生課程設計任務書

課程設計題目微程序設計學院計算機學院專業計算機科學與技術年級2008已知參數和設計要求:

用微程序控制器實現以下指令功能：

交換指令：

xchgrm reg, addr ；功能：(reg)(((addr)，addr是8位二進制地址

加法指令：

addi rd,rs,imme ；功能：rd((rs)+imme

addm rd,rs,addr ；功能：rd((rs)+(addr)

帶右移的加法運算：

add ri ,rj , n; ri ((ri)+(rj)任務下達日期　 年 月 　 日完成日期 年 月 日指導教師 (簽名)學 生 (簽名)

(簽名)

摘要

利用CPU與復雜機設計實驗中所學到的實驗原理以及編程思想，硬件設備，

自擬編寫指令的應用程序，用微程序控制器實現了一系列的指令功能。完成了各指令的格式以及編碼設計，實現了各機器指令微代碼，形成具有一定功能的完整的應用程序。

在本設計中完成了，交換指令：XCHGRM reg addr ；加法指令：ADDI rd,rs,imme；ADDM rd,rs,addr；帶右移(n位)的加法運算：ADDN ri ,rj , n。

關鍵詞：微程序控制器原理微指令編碼機器指令微代碼

指令格式設計流程圖

設計要求

要求：用微程序控制器實現以下指令功能(各類指令至少包括一條)，設計各機器指令格式以及編碼，并實現各機器指令功能的微代碼，根據定義的機器指令，自擬編寫包含以下機器指令的應用程序。

交換指令：

xchgrm reg, addr ；功能：(reg)(((addr)，addr是8位二進制地址

xchgmm addr1,addr2 ；功能：(addr1)(((addr2)，addr是8位二進制地址

加法指令：

addi rd,rs,imme ；功能：rd((rs)+imme

addm rd,rs,addr ；功能：rd((rs)+(addr)

帶右移的加法運算：

add ri ,rj , n; ri ((ri)+(rj)

1．數據格式

模型機規定采用定點補碼表示法表示數據，字長為８位，8 位全用來表示數據(最高位不表示符號)，數值表示范圍是： 0≤X≤28－1。

2．指令設計

模型機設計三大類指令共十五條，其中包括運算類指令、控制轉移類指令，數據傳送類指令。運算類指令包含三種運算，算術運算、邏輯運算和移位運算，設計有6 條運算類指令，分別為：ADD、AND、INC、SUB、OR、RR，所有運算類指令都為單字節，尋址方式采用寄存器直接尋址。控制轉移類指令有三條HLT、JMP、BZC，用以控制程序的分支和轉移，其中HLT為單字節指令，JMP 和BZC 為雙字節指令。數據傳送類指令有IN、OUT、MOV、LDI、LAD、STA 共6 條，用以完成寄存器和寄存器、寄存器和I/O、寄存器和存儲器之間的數據交換，除MOV 指令為單字節指令外，其余均為雙字節指令。實驗中我們將指令LDI、OR、RR分別替換為ADDI、ADDM、XECHAGE、ADDN，并對流程控制做相應的修改。

3．指令格式

所有單字節指令(ADD、AND、INC、SUB、OR、RR、HLT 和MOV)格式如下：

7 6 5 43 21 0OP-CODERSRD

其中，OP-CODE 為操作碼，RS 為源寄存器，RD 為目的寄存器，并規定：

RS或RD選定的寄存器00

01

10

11R0

R1

R2

R3

IN 和OUT 的指令格式為：

7 6 5 4(1)3 2(1)1 0(1)7-0(2)OP-CODERSRDP

其中括號中的1 表示指令的第一字節，2 表示指令的第二字節，OP-CODE 為操作碼，RS為源寄存器，RD 為目的寄存器，P 為I/O 端口號，占用一個字節，系統的I/O 地址譯碼原理見圖3-1(在地址總線單元)。

圖3-1 I/O 地址譯碼原理圖

由于用的是地址總線的高兩位進行譯碼，I/O 地址空間被分為四個區，如表3-1 所示：

表3-1 I/O 地址空間分配

A7 A6選定地址空間00IOY000-3F

總結

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