计算机组成原理课程设计实验报告-基本模型机设计与实现
计 算 机 组 成 原 理
实 验 报 告
评 语：
成绩
教 师：
年 月 日
班 级： 1403011
学 号： 140301124
姓 名： 于梦鸽
地 点： EII-312
时 间： 第3批
计算机组成原理与体系结构课程设计
HYPERLINK \l "_top" 基本模型机设计与实现
一．实验目的
1．深入理解基本模型计算机的功能、组成知识；
2．深入学习计算机各类典型指令的执行流程；
3．学习微程序控制器的设计过程和相关技术，掌握LPM_ROM的配置方法。
4．在掌握部件单元电路实验的基础上，进一步将单元电路组成系统，构造一台基本模型计算机。
5．定义五条机器指令，并编写相应的微程序，上机调试，掌握计算机整机概念。掌握微程序的设计方法，学会编写二进制微指令代码表。
6．通过熟悉较完整的计算机的设计，全面了解并掌握微程序控制方式计算机的设计方法。
二．实验原理
本实验采用五条机器指令：IN(输入)、ADD
本实验采用五条机器指令：IN(输入)、ADD(二进制加法)、STA(存数)、OUT(输出)、JMP(无条件转移)，其指令格式如下(最高4位二进制数为操作码)：
2．指令格式
(1)指令格式
采用寄存器直接寻址方式，其格式如下：
位
7654
32
10
功能
OP-CODE
rs
rd
其中，OP-CODE为操作码，rs为源寄存器，rd为目的寄存器，并规定：
Rs或rd
选定的寄存器
00
01
10
R0
R1
R2
助记符
机器指令码
Addr地址码
功能说明
IN
ADD addr
STA addr
OUT addr
JMP addr
0 0H
1 0H XX H
2 0H XX H
3 0H XX H
4 0H XX H
“INPUT”中的数据→R0
R0+[addr] ->R0
R0 -> [addr]
[addr] -> BUS
addr →PC
其中IN为单字长(8位二进制)，其余为双字长指令，XX H 为addr对应的十六进制地址码。为了向RAM中装入程序和数据，检查写入是否正确，并能启动程序执行，还必须设计三个控制台操作微程序。
图6-1 数据通路框图1,存储器读操作(KRD)：下载实验程序后按总清除按键(CLR)后，控制台SWA、SWB为“0 0”时，可对RAM连续手动读入操作。
图6-1 数据通路框图
2,存储器写操作(KWE)：下载实验程序后按总清除按键(CLR)后，控制台SWA、SWB为“0 1”时，可对RAM连续手动写操作。
3、启动程序(RP)：下载实验程序后按总清除按键(CLR)后，控制台SWA、SWB为“1 1”时，即可转入到微地址“01”号“取指令”微指令，启动程序运行。
SWB
SWA
控制台指令
0
0
1
0
1
1
读内存(KRD)
写内存(KWE)
启动程序(RP)
根据以上要求设计数据通路框图，如图5-1所示。
表6-1 24位微代码定义：
24
23
22
21
20
19
18
17
16
15 14 13
12 11 10
987
6
5
4
3
2
1
S3
S2
S1
S0
M
Cn
WE
A9
A8
A
B
C
uA5
uA4
uA3
uA2
uA1
uA0
表6-2 A、B、C各字段功能说明：
A字段
B字段
C字段
15
14
13
选择
12
11
10
选择
9
8
7
选择
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
LDRi
0
0
1
RS-B
0
0
1
P(1)
0
1
0
LDDR1
0
1
0
0
1
0
0
1
1
LDDR2
0
1
1
0
1
1
1
0
0
LDIR
1
0
0
1
0
0
P(4)
1
0
1
LOAD
1
0
1
ALU-B
1
0
1
LDAR
1
1
0
LDAR
1
1
0
PC-B
1
1
0
LDPC
24位微代码中各信号的功能
(1) uA5—uA0：微程序控制器的微地址输出信号，是下一条要执行的微指令的微地址。
(2) S3、S2、Sl、S0：由微程序控制器输出的ALU操作选择信号，以控制执行16种算术操作或16种逻辑操作中的某一种操作。
(3) M：微程序控制输出的ALU操作方式选择信号端。M＝0执行算术操作；M＝l执行逻辑操作。
(4) Cn：微程序控制器输出的进位标志信号，Cn＝0表示ALU运算时最低位有进位，Cn＝1则表示无进位。 (5)WE：微程序控制器输出的RAM控制信号。当/CE＝0时，如WE＝0为存储器读；如
计算机组成原理模型机设计实验总结 计算机组成原理课程设计实验报告-基本模型机设计与实现.docx...
如果觉得《计算机组成原理模型机设计实验总结 计算机组成原理课程设计实验报告-基本模型机设计》对你有帮助，请点赞、收藏，并留下你的观点哦！
