简单模型机的组成与程序运行-计算机组成原理实验报告

内蒙古师范大学计算机与信息工程学院

《计算机组成原理》

课程设计报告

题目:_____ 简单模型机的组成与程序运行_____________

姓名
学号
班级
指导教师	孟昭进
日期	2011-7-14

1 任务描述

设计题目名称：简单模型机的组成与程序运行

要求：基于TD-CMA 计算机组成原理教学实验系统，设计一个简单的计算机整机系统—模型机，分析其工作原理。根据模型机的数据通路以及微程序控制器的工作原理，设计完成以下几条机器指令和相应的微程序，输入程序并运行。

IN R0 ；IN ->R0

SUB 0DH ；R0 - [0DH] -> R0，直接寻址

SHL R0 ；将R0寄存器中的内容逻辑左移

STA 0EH，R0 ；R0->[0EH]，直接寻址

LDA 0FH，R0 ；0FH]->R0，直接寻址

LOP: DEC R0 ；R0-1->R0

BZC EXIT ；当FC或FZ为1时，转到EXIT

JMP LOP

EXIT: OUT 0EH，R0 ；[0EH]->LED，直接寻址

0DH、0EH、0FH单元内容分别为03H、04H、02H。

2 设计设备

PC机一台，TD-CMA实验系统一套。

3 设计原理和方法

3.1设计原理

3.1.1数据格式：

本实验计算机采用定点补码表示法表示数据，字长为8位，其格式如下：

7	6 5 4 3 2 1 0
符号	尾数

其中第七位为符号位，数值表示范围是：-1≤X＜1

透水混凝土增强剂3.1.2 指令格式

所有单字节指令( SUB等 )格式如下：

7 6 5 4	3 2	1 0
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 11	R0 R1 僧侣鞋 R2 R3

本实验的输入IN指令和OUT指令采用单字节指令，其格式如下：

7 6 5 4 (1)	3 2 (1)	1 0 (1)
OP-CODE	RS	RD

本实验中的两个访问指令，即存数STA，一条转移指令，即无条件转移指令JMP，指令格式如下：

7 6 5 4 (1)	3 2 (1)	1 0 (1)	7-0 (2)
OP-CODE	M	RD	D

其中OP-CODE为操作码，RD为目的寄存器地址（STA、LDA指令使用），D为位移量（正负均可），M为寻址模式，其定义如下：

寻址模式M	有效地址E	说明
00 01 10 11	E=D E=（D） E=（RI）+D E=（PC）+D	直接寻址间接寻址 RI变址寻址相对寻址

3.1.3指令系统

本实验共有10条基本指令，其中算术指令有2条（DEC、SUB），访问内存指令和程序控制指令7条，输入指令1条。

3.２按微指令格式，参照微程序流程图将每条微指令代码化，译成二进制微代码。

系统涉及到的微程序流程见图3-1-4 所示，当拟定“取指”微指令时，该微指令的判别测试

字段为P<1>测试。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>的测试结果出现多路分支。

微程序流程图3-1-4

微指令字长共24位，格式如下：

打孔文件夹

23	22	21	20	19	18-15	14-12	11-9	8-6	5-0
M23	M22	WR	RD	IOM	S3-S0	A字段	B字段	C字段	MA5-MA0

A字段		B字段		C字段
14 13 12	选择	11 10 9	选择	8 7 6	选择
000	NOP	000	NOP	000	NOP
游梁式抽油机 001	LDA	001	ALU-B	001	P(1)
010	LDB	010	R0_B	010	保留
011	LDR0	011	保留	011	保留
100	保留	100	保留	100	保留
装饰工艺画 101	LOAD	101	保留	101	LDPC
110	LDAR	110	PC_B	110	P(4)
111	LDIR	111	保留	111	保留

运算器逻辑功能表：

运算类型	S3 S2 S1 S0	CN	功能
逻辑运算	0000 0001 0010 0011 0100	x x x x x	F=A（直通） F=B（直通） F=AB（直通） F=/A A+B（直通）预分散母胶粒 F=/A（直通）
移位运算	0101 0110 0111	x 0 1 0 1	F=A 不带进位循环右移B（取低3 位）位（FZ） F=A逻辑右移一位（FZ） F=A 带进位循环右移一位（FC，FZ） F=A 逻辑左移一位（FZ） F=A 带进位循环左移一位（FC，FZ）
算术运算	1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111	x x x x x x x x	置FC=CN （FC） F=A 加B （FC，FZ） F=A 加B 加FC （FC，FZ） F=A 减B （FC，FZ） F=A 减1 （FC，FZ） F=A 加1 （FC，FZ）（保留）（保留）

本文发布于:2024-09-21 21:47:21，感谢您对本站的认可！

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标签：指令微指令计算机

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