計(jì)算機(jī)組成原理試驗(yàn)之基于復(fù)雜模型機(jī)兩個(gè)8位二進(jìn)制數(shù)乘法的實(shí)現(xiàn)_第1頁
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文檔簡(jiǎn)介

1、課中檢查完成的題號(hào)及題數(shù): 課后完成的題號(hào)與題數(shù):成績(jī):自評(píng)分:必填實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)名稱:士實(shí)現(xiàn)日期:班級(jí):學(xué)號(hào):姓名:班級(jí):學(xué)號(hào):姓名:一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?. 綜合運(yùn)用所學(xué)計(jì)算機(jī)組成原理知識(shí),設(shè)計(jì)并完成較為完整的計(jì)算機(jī)2. 掌握原碼一位乘實(shí)現(xiàn)的控制流程和硬件配置二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:利用復(fù)雜模型機(jī)編寫程序?qū)崿F(xiàn)兩個(gè)8位二進(jìn)制的乘法運(yùn)算三. 項(xiàng)目要求及分析:本程序要求編寫程序?qū)崿F(xiàn)兩個(gè)8位二進(jìn)制的乘法運(yùn)算并將結(jié)果輸出。兩數(shù)相乘,可 視為加法和移位兩種運(yùn)算,因?yàn)樵谀P蜋C(jī)中規(guī)定字長全部用來表示數(shù)據(jù),數(shù)值全為正, 故不需要考慮符號(hào),因此在設(shè)計(jì)編寫時(shí)需要考慮的問題有:(1)乘數(shù)、被乘數(shù)以及每次加法移位運(yùn)算后的臨時(shí)數(shù)據(jù)存放

2、位置;(2)在做加法運(yùn)算時(shí),如何取出乘數(shù)的末位以確定臨時(shí)數(shù)據(jù)與0相加或與被乘數(shù)相加;(3)加法運(yùn)算時(shí),若兩數(shù)相加產(chǎn)生溢出,如何判斷溢出;(4)移位運(yùn)算時(shí),如何控制乘數(shù)與臨時(shí)數(shù)據(jù)的右移位。這里,需要考慮如何實(shí)現(xiàn):R對(duì)于乘數(shù),右移后將被乘數(shù)的末位移至乘數(shù)的高位;b)對(duì)于臨時(shí)數(shù)據(jù),右移后若先前相加時(shí)產(chǎn)生溢出,則將被乘數(shù)高位補(bǔ)U若無溢出, 則高位補(bǔ)0;(5)如何控制程序的結(jié)束。對(duì)于問題(1),將臨時(shí)數(shù)據(jù)存放在R0寄存器,乘數(shù)存放在R1寄存器,因?yàn)楸怀?數(shù)不一定每次都參與運(yùn)算,因此存放在主存內(nèi),需要時(shí)調(diào)入寄存器R2中。問題(2)中,將乘數(shù)與01相與結(jié)果再減U若末位為0,則產(chǎn)生借位,F(xiàn)C=h P 測(cè)試時(shí)直

3、接進(jìn)行下步的移位運(yùn)算;若末位為1,則不產(chǎn)生借位,F(xiàn)C二0, P4測(cè)試時(shí)進(jìn)行 臨時(shí)數(shù)據(jù)與被乘數(shù)相加,再進(jìn)入下步的移位運(yùn)算。判斷溢出的目的是為了在下步移位運(yùn)算時(shí)確定臨時(shí)數(shù)據(jù)的高位補(bǔ)1或是不0,因此問 題(3)的判斷方法可類似問題(2),將進(jìn)位信息存入寄存器R2中后減1,再次存入R2。 若進(jìn)位為0,則產(chǎn)生借位,F(xiàn)C=1;若進(jìn)位為1,則不產(chǎn)生借位,F(xiàn)C二0。問題(4)先進(jìn)行乘數(shù)的移位,將乘數(shù)與(FE)十六進(jìn)制相與,從而將乘數(shù)末位變?yōu)?, 再將臨時(shí)數(shù)據(jù)與(01)十六進(jìn)制相與,取出臨時(shí)數(shù)據(jù)的末位,最后將兩個(gè)相與的結(jié)果相 或后右環(huán)移,就實(shí)現(xiàn)臨時(shí)數(shù)據(jù)的末位移至乘數(shù)的髙位的運(yùn)算。進(jìn)行臨時(shí)數(shù)據(jù)的移位時(shí), 將臨時(shí)數(shù)

4、據(jù)與(FE)十六進(jìn)制相與,從而將臨時(shí)數(shù)據(jù)末位變?yōu)?,然后結(jié)果右環(huán)移,根據(jù) 問題(3)溢出判斷的結(jié)果選擇與(80)十六進(jìn)制或與(00)十六進(jìn)制相或,就實(shí)現(xiàn)臨 時(shí)數(shù)據(jù)的移位。問題(5)中,因?yàn)閮蓚€(gè)8位二進(jìn)制數(shù)的乘法需要移位運(yùn)算8次,故可設(shè)一個(gè)計(jì)數(shù)器, 八次運(yùn)算后結(jié)束程序。四. 具體實(shí)現(xiàn):K畫出算法流程圖4E:算法完成停機(jī)V/2.根據(jù)算法實(shí)現(xiàn),若需修改指令系統(tǒng),畫出修改后的微程序流程圖紅色為改動(dòng)過的微程序代碼83.編寫微程序$M 00 000001$M01006D43$M03107070$M04002405$M0504B201$M06002407$M07013201$M08106009$M09183

5、001$M0A106010$MOB000001$MOC103001$M0D200601$M0E005341$MOFOOOOCB$M10280401$M11103001$M12063201$M13002414$M1405B201$M15002416$M1601B201$M17002418$M1802B201$MIB005341$M1C10101D$MID10608C$MIE10601F$MIF101020$M2010608C$M28101029$M2900282A$M2A04E22B$M2B04928C$M2C10102D$M2D002C2E$M2E04E22F$M2F04928C$M30001

6、604$M31001606$M32006D48$M33006D4A$M34003401$M35000035紅色為改動(dòng)過的微程序代碼NOPPC-AR, PC 加 1MEM-IR, P RS-BA 加 B-RDRS-BA 與 B-RDMEM-ARIO-RDMEM-ARNOPMEM-RDRD-MEMA-PCNOP, PRS-IOMEM-RDA-1-RDRS-BA 減 B-RDRS-BA 或 B-RDRS-BA循環(huán)右移-RDA-PCMEM-AMEM-AR, PMEM-ARMEM-AMEM-AR, PMEM-ARI-BA 加 B-ARA 加 B-A, PMEM-APC-BA 加 B-ARA 加 B-A,

7、 PRD-ARD-APC-AR, PC 加 1PC-AR, PC 加 1RS-RDNOP加加加加PC-AR,$M 36 006D51$M 37 001612$M 38 001613$M 39 001615$M 3A 001617$M 3B 000001$M 3C 006D5C$M 3D 006D5E$M 3E 006D68$M 3F 006D6CPC-AR, PC 加 1RD-ARD-ARD-ARD-ANOPPC-AR, PCPC-AR, PCPC-AR, PC4.編寫機(jī)器指令驗(yàn)證$P 00 20START: IN R0,OOH$P 01 00$P 02 DOSTA 00 60H.R0$P 0

8、3 60$P 04 20IN RO,#OOH$P 05 00$P 06 DOSTA 00 61H,R0$P 07 61$P 08 60LDI R0,08H$P 09 08$P 0A DOSTA 00 62H,R0$P 0B 62$P 0C 60LDI R0,OOH$P 0D 00$P 0E ClLAD 00 61H,R1$P OF 61$P 10 C2LAD 00 60H,R2$P 11 60$P 12 63LDI R3,01H$P 13 01$P 14 17AND R3,R1$P 15 73DEC R3$P 16 F0BZC 00 21H$P 17 21$P 18 08ADD R0,R2$P

9、 19 F0BZC 00 1FH$P 1A IF$P IB 62LDI R2 01H$P 1C 01$P ID E0JMP 00 21$P IE 21$P IF 62LDI R2 OOH$P 20 00從IN單元讀入被乘數(shù)存入主存#60從IN單元讀入乘數(shù)存入主存#61計(jì)數(shù)值08將計(jì)數(shù)值存入主存載入初始和00讀乘數(shù)到R1讀乘數(shù)到R2載入校驗(yàn)數(shù)01取乘數(shù)的最低位R3自減1最低位為0則跳轉(zhuǎn)相加溢出則跳轉(zhuǎn)R2作為溢出標(biāo)志,不溢出為1溢出置0$p2163$p2200$p23AD$p24AC$p25F0$p262C$p2763$p287F$p29ID$p2AEO$p2B2F$p2C63$p2D80$p2E

10、9D$p2F72$p30FO$p3137$p3263$p337F$p341C$p35EO$p363A$p3763$p3880$p399C$p3AC2$p3B62$p3C72$p3DD2$p3E62$p3F63$p4001$p418E$p42FO$p4346$p44EO$p4510$p46DI$p4764$p48DO$p4965$p4A34$p4B40$p4C30$p4D40LDI R3 OOH移位位數(shù)RR R1,R3R1右移0位RR R0,R3RO右移0位BZC 00 2CHRO移出的是1則跳轉(zhuǎn)LDI R3,OU11111B載入屏蔽字AND R1,R3JMP 00,2F給R1最高位置0LDI

11、R3 B 載入屏蔽字OR R1,R3給R1最高位置1DEC R2R2自減1BZC 00 37H18步有溢出則跳轉(zhuǎn)LDI R3,01111111置入屏蔽字AND R0,R3JMP 00,3AH給R0高位置0LDI R3,置入屏蔽字OR R0.R3給R0高位置1LAD 62H,R2取計(jì)數(shù)值DEC R2計(jì)數(shù)值自減1STA 62H.R2存計(jì)數(shù)值LDI R3,01H載入檢驗(yàn)數(shù)SUB R2,R3判斷是否循環(huán)8次BZC 00 46H執(zhí)行到第八次時(shí)00-01有借位,跳轉(zhuǎn)JMP 00 10H返回繼續(xù)循環(huán)STA 64H.R1低位存入主存#64HSTA 65H,R0高位存入主存#65HOUT 40H.R1顯示低位O

12、UT 4OH,RO顯示高位$P 4E 50: HLT聯(lián)機(jī)裝入調(diào)試停機(jī)五.調(diào)試運(yùn)行結(jié)果:03/7x03/7=0009/7世址總線T: TZCPUALU = 一PC朋LOAD 夢(mèng)AR = 4EJLDARa 二:tnRFCFFHxFFH = FE0Hv 2A7地址譯碼csuCS2ACS3二INTRII11. j d IM t;M: 1 :; :;CS2#CS3#IOR#O砒10R#I0VWMi/#數(shù)據(jù)總線二 WR RD譯碼 IOMJ J從MR* MVW 10IN伽,NR控制總線OUT =00low#運(yùn)行(200/200)六、所遇問題及解決方法:設(shè)計(jì)中的主要問題就是上述問題分析時(shí)遇到的問題,這些問題的解決花費(fèi)了很長 一段時(shí)間。此外,在測(cè)試時(shí),由于一些數(shù)據(jù)在運(yùn)算過程中出現(xiàn)臨時(shí)數(shù)據(jù)移位時(shí)使得臨時(shí) 數(shù)據(jù)全為0,或者乘數(shù)移位時(shí)岀現(xiàn)全為0,此時(shí)FZ=h P4測(cè)試時(shí)與FC=1 樣進(jìn)行同樣 處理,導(dǎo)致最終結(jié)果錯(cuò)誤。對(duì)于這個(gè)問

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