计算机组成原理实验报告(4)

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OP DATA DR 0000

先按下RESET按键，复位系统，然后通过16位的数据开关SW拨入指令代码，再按下RESET按键，此时指示灯Microp亮，其它全灭。

传送指令MVRD R0,D的微程序

微地址 00H 0—>PC DI #=0 01H PC->AR PC+1->PC 02H 03H IDH MEM->IR /MAP PC->AR PC+1->PC CC#=0 ICH MEM->DR CC#=0 30H STR->Q CC#=INT# 3AH 0011 0010 100 111 000000 0000 0000 000 000 000 011 30H 0011 0000 001 111 011000 0000 0000 000 000 000 000 00H 00H ICH 1110 0010 0011 0000 0000 0000 001 100 100 000 000 011 001000 001000 010000 0000 0000 0101 0000 0000 0101 000 000 000 000 000 001 001 000 011 000 000 000 00H 1110 0000 100 011 010000 0101 0101 000 001 011 000 00H 1110 0000 100 001 011001 0101 0101 000 001 111 000 操作功能 下址 CI3~0 SCC3~0 MRW I2~0 I8~3 B口 A口 SST SSH\\SC DC2 DC1

5、 实验结果及总结

在此次实验中，根据实验要求，每次实验操作后，所记录的每条微指令执行时微地址、微下址等指示灯亮灯的状态与预期的结果相同。

通过本次实验，使我了解到了微程序控制器的相关功能及组成结构，以及教学计算机各类指令格式，寻址方式和操作流程，能够熟练地在教学机上面操作各类指令。

实验五 微程序程序控制实验（二）

1、 实验目的

①深入理解微程序控制器的功能和组成结构。

②学习教学计算机各指令的指令格式、寻址方式及执行流程。 ③学习微程序控制器的设计过程和相关技术。

④能够理解基本指令的执行流程，并在教学机上验证其对应的微指令。 ⑤能够设计出几条指令的功能，格式和指令的流程，并在教学计算机上进行

测试。

2、 实验要求

①在实验前，认真准备，对于该实验的基本原理、微指令格式、以及相关机

器指令的微程序等内容预先做好分析和设计。

②在实验过程中，应该认真进行实验操作，仔细思考实验有关内容，把难点

内容通过实验理解清楚，争取最好的实验结果。

③实验之后，应该认真思考，写出实验总结，包括实验中遇到的问题和分析、

解决方法。

3、 实验原理

TEC-XP教学机中包含组合控制逻辑和微程序控制逻辑两种不同结构的控制器。本实验中使用的是微程序控制器。控制器中使用程序计数器PC跟踪机器指令的执行，使用PC中的内容访存获取机器指令，得到的机器指令送入控制器中的指令寄存器IR暂存，并由微程序控制器分析执行，执行过程中所有控制信号均由微程序控制器中的微命令寄存器uIR发出。

微程序控制器的工作过程是：对于指令寄存器IR中的机器指令，由地址映射部件产生该指令所对应的微指令程序的入口地址，通过AM2901送给控制存储器。取出的一条微指令送入微指令寄存器，其中的微命令字段用于发出控制信号，控制各部件的执行，下地址字段与条件判定线路的各测试信号一起送给AM2901，由其确定下条指令的地址，继续执行。

A、B、C、D组指令执行流程：TEC-XP教学机中，按照每条指令的功能和实际的执行步骤，将指令分成了A、B、C、D共4组，每条指令的所属组详见具体的指令描述。

A组中的指令执行时，一般只是完成通用寄存器间的数据运算或传送，在取指后可一步完成。

B组中的指令，一般需要完成一次内存或I/O读、写操作，在取指后可两步完成：第一步把要使用的地址传送到地址寄存器AR中，第二步执行内存或I/O读写操作。

C组中的指令，在取指后可三步完成：其中CALR在用两步读写内存后，第三步执行寄存器间的数据传递；而其它指令在第一步置地址寄存器ARH、ARL，第二步读内存（即取地址操作数）、计算内存地址、置地址寄存器ARH、ARL，第三步读、写内存。

D组中的指令，完成两次读、写内存操作，在取指之后可四步完成。

4、 实验步骤

①分析D组基本指令——子程序调用CALA ADR的微程序

指令CALA是将立即数传送到指定寄存器的数据传送类指令，该指令时双字长操作数指令。其指令格式如下图所示，则指令CALA ADR的机器代码的高16位为11001110 00000000，其中高8位为CALA指令操作码，接下来的4位对应目的寄存器R0。本次实验中，只是验证指令的微程序，至于该指令所用到的直接地址可采用存储单元中的随机值。

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OP ADR 0000 0000

先按下RESET按键，复位系统，然后通过16位的数据开关SW拨入指令代码，再按下RESET按键，此时指示灯Microp亮，其它灯全灭。

在完成以上设置后，接下来每次按下START按键，控制器就会执行一条微

指令，请在实验前看懂以下微指令，在实验中验证每条微指令，并记录每条微指令执行时微地址、微下址指示灯的状态。

子程序调用指令CALA ADD的微程序

微地址 00H 0—>PC DI #=0 01H PC->AR PC+1->PC 02H 03H 1FH MEM->IR /MAP PC->AR PC+1->PC 20H 21H MEM->Q SP-1->SP SP->AR 22H PC->MEM Q->PC CC#=0 30H STR->Q CC#=INT# 3AH 0011 0010 100 111 000000 0000 0000 000 000 000 011 30H 0011 0000 000 010 010000 0101 0101 000 000 000 001 00H 00H 1110 1110 0000 0000 001 100 111 011 000000 011001 0000 0100 0000 0000 000 000 000 000 000 011 000 000 00H 00H 30H 1110 0010 1110 0000 0000 0000 001 100 100 000 000 011 001000 001000 010000 0000 0000 0101 0000 0000 0101 000 000 000 000 000 001 001 000 011 000 000 000 00H 1110 0000 100 011 010000 0101 0101 000 001 011 000 00H 1110 0000 100 001 011001 0101 0101 000 001 111 000 操作功能 下址 CI3~0 SCC3~0 MRW I2~0 I8~3 B口 A口 SST SSH\\SC DC2 DC1

②设计扩展指令ADC、STC、LDRA、CALR的位程序

TEC-XP教学机支持动态微程序设计，即允许用户把自己设计的微程序写入控制存储器中，当扩展指令需要执行时，直接从控制存储器中读取对应的微指令执行即可。但写控制存储器时，需要用到硬件描述语言VHDL，故在本次实验中，对于扩展实验直接采用出厂已设计好的扩展指令进行验证。

扩展指令ADC、STC、LDRA、CALR的执行周期相关微命令如下所示，请在实验时以单步方式进行验证。

若干扩展指令的执行周期微程序

指令 微地址 操作功能 下CI3~0 SCC3~0 MRI2~0 I8~3 B口 A口 SST SSH\\DC2 DC1 址 W SC ADC 50H DR+SR+300011 0000 100 001 011000000 0000 001 010 000 000 CF->DR H 0 STC 57H 1->CF 300011 0000 100 001 001000000 0000 100 000 000 000 H 0 LDR5BH PC->AR 001110 0000 100 011 010000101 0101 000 001 011 000 A PC+1->PH 0 C 5CH MEM->A1C0011 0000 001 111 001000000 0000 000 000 011 000 R H 0 CAL64H SP-1->SP 001110 0000 100 011 011010100 0000 000 000 011 000 R SP->AR H 1 65H PC->ME001110 0000 000 100 001000000 0101 000 000 000 001 M H 0 66H SR->PC 300011 0000 100 100 011000101 0000 000 000 000 000 H 0

③测试扩展指令

扩展指令在使用时与基本指令不同，基本指令可 …… 此处隐藏：2331字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……