西北農(nóng)林科技大學(xué)_計(jì)算機(jī)組成原理XP實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

1、計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理 TEC-XP機(jī)機(jī) 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)簡介實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)簡介TEC-XP實(shí)驗(yàn)機(jī)實(shí)驗(yàn)機(jī) 由清華大學(xué)專門為大學(xué)本科計(jì)算機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)而研制的由清華大學(xué)專門為大學(xué)本科計(jì)算機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)而研制的1616位位計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī); ; TEC-XPTEC-XP機(jī)里面配置了小巧的機(jī)里面配置了小巧的 “ “運(yùn)算器、控制器、存儲器、運(yùn)算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備輸入設(shè)備、輸出設(shè)備”等計(jì)算機(jī)完整要素等計(jì)算機(jī)完整要素 。 TEC-XPTEC-XP機(jī)是一臺軟、硬件相對完整、配置小巧合理的完整機(jī)是一臺軟、硬件相對完整、配置小巧合理的完整計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。用“麻雀雖小，肝膽俱全麻雀雖小，肝膽俱全”這句話

2、描述很切這句話描述很切合實(shí)際合實(shí)際 。 通過學(xué)習(xí)，使學(xué)生能通過對一臺具體的、完整的計(jì)算機(jī)的通過學(xué)習(xí)，使學(xué)生能通過對一臺具體的、完整的計(jì)算機(jī)的深入學(xué)習(xí)，掌握計(jì)算機(jī)中核心部件深入學(xué)習(xí)，掌握計(jì)算機(jī)中核心部件“運(yùn)算器、控制器、存運(yùn)算器、控制器、存儲器、外設(shè)儲器、外設(shè)”的硬件組成、功能、控制方法及工作原理，的硬件組成、功能、控制方法及工作原理，了解計(jì)算機(jī)中了解計(jì)算機(jī)中“程序、數(shù)據(jù)的表示方法、運(yùn)算方法程序、數(shù)據(jù)的表示方法、運(yùn)算方法” ” ，以及指令流、數(shù)據(jù)流在計(jì)算機(jī)各部件中的流動、工作情況以及指令流、數(shù)據(jù)流在計(jì)算機(jī)各部件中的流動、工作情況。 TEC-XPTEC-XP實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的基本組成實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的基本組成 硬

3、件：硬件： 由總線將由總線將“運(yùn)算器、控制器、存儲器、運(yùn)算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備輸入設(shè)備、輸出設(shè)備 ” ”五大設(shè)備連接組成五大設(shè)備連接組成組成。組成。 軟件：軟件： 監(jiān)控程序、通訊程序、交叉匯編程序等。監(jiān)控程序、通訊程序、交叉匯編程序等。TEC-XP機(jī)的硬件組成機(jī)的硬件組成 TEC-XPTEC-XP機(jī)的基本系統(tǒng)做在了機(jī)的基本系統(tǒng)做在了2 2塊印刷電路板上。全部塊印刷電路板上。全部線路芯片均以芯片插座與線路板連接；邏輯線路按線路芯片均以芯片插座與線路板連接；邏輯線路按功能部件劃分在印制板的不同區(qū)域；主板上安裝有功能部件劃分在印制板的不同區(qū)域；主板上安裝有一定數(shù)量的開關(guān)、按鍵與指示

4、燈；線路板上布有適一定數(shù)量的開關(guān)、按鍵與指示燈；線路板上布有適當(dāng)?shù)牧繙y孔，一定數(shù)量的跳線夾，用以人為設(shè)置機(jī)當(dāng)?shù)牧繙y孔，一定數(shù)量的跳線夾，用以人為設(shè)置機(jī)器故障或變更設(shè)計(jì)。器故障或變更設(shè)計(jì)。 機(jī)器字長機(jī)器字長1616位位, , 即運(yùn)算器、主存、數(shù)據(jù)總線、地址即運(yùn)算器、主存、數(shù)據(jù)總線、地址總線都是總線都是1616位。位。 系統(tǒng)配置了兩個不同實(shí)現(xiàn)方案的系統(tǒng)配置了兩個不同實(shí)現(xiàn)方案的CPUCPU系統(tǒng)，一個系統(tǒng)，一個CPUCPU沿襲傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，由中小規(guī)模的器件組成；另沿襲傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，由中小規(guī)模的器件組成；另一個一個CPUCPU用大規(guī)模的用大規(guī)模的FPGAFPGA器件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。器件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。TPC-X

5、P實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)硬件系統(tǒng)組成示意圖實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)硬件系統(tǒng)組成示意圖整個系統(tǒng)組成：整個系統(tǒng)組成： 運(yùn)算器：運(yùn)算器：1616位，由位，由4 4片片4 4位的位的AM2901AM2901芯片級芯片級連構(gòu)成，片間用串行進(jìn)位方式傳遞進(jìn)位信連構(gòu)成，片間用串行進(jìn)位方式傳遞進(jìn)位信號。號。ALUALU實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)8 8種算術(shù)與邏輯運(yùn)算功能。種算術(shù)與邏輯運(yùn)算功能。 內(nèi)部包括內(nèi)部包括1616個雙端口讀出、單端口寫個雙端口讀出、單端口寫入的通用寄存器（入的通用寄存器（1616位）位）, , 和一個能自行和一個能自行移位的乘商寄存器。移位的乘商寄存器。 設(shè)置設(shè)置C C（進(jìn)位）、（進(jìn)位）、Z Z（結(jié)果為（結(jié)果為0 0）、）、V V（溢出

6、）和（溢出）和S S（符號位）四個狀態(tài)標(biāo)志位。（符號位）四個狀態(tài)標(biāo)志位。 控制器：控制器： 控制器采用微程序和硬布線兩種控制方案控制器采用微程序和硬布線兩種控制方案實(shí)現(xiàn)，可由實(shí)驗(yàn)者自由選擇。實(shí)現(xiàn)，可由實(shí)驗(yàn)者自由選擇。 指令系統(tǒng)支持多種基本尋址方式。其中一指令系統(tǒng)支持多種基本尋址方式。其中一部分指令已實(shí)現(xiàn)，用于設(shè)計(jì)監(jiān)控程序和用部分指令已實(shí)現(xiàn)，用于設(shè)計(jì)監(jiān)控程序和用戶的常規(guī)匯編程序，尚保留多條指令供實(shí)戶的常規(guī)匯編程序，尚保留多條指令供實(shí)驗(yàn)者自己實(shí)現(xiàn)。驗(yàn)者自己實(shí)現(xiàn)。 實(shí)驗(yàn)人員可方便地修改已有設(shè)計(jì)，或加進(jìn)實(shí)驗(yàn)人員可方便地修改已有設(shè)計(jì)，或加進(jìn)若干條自己設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的新指令，新老指若干條自己設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的新指令

7、，新老指令同時運(yùn)行。令同時運(yùn)行。TEC-XPTEC-XP機(jī)的硬件組成機(jī)的硬件組成 存儲器：存儲器：10KW10KW容量，由容量，由RAMRAM和和ROMROM構(gòu)成。構(gòu)成。 ROMROM：8KW8KW容量，由容量，由4 4片片58C65(28C6458C65(28C64）芯片組成，用）芯片組成，用于存放系統(tǒng)監(jiān)控程序。地址于存放系統(tǒng)監(jiān)控程序。地址0-1FFFFH0-1FFFFH之間。之間。 RAMRAM：2KW2KW容量，由容量，由2 2片片61166116芯片組成，用于存放用芯片組成，用于存放用戶程序和數(shù)據(jù)。地址戶程序和數(shù)據(jù)。地址2000H-3FFFH2000H-3FFFH之間。之間。 ROMR

8、OM、 RAM RAM均可以進(jìn)行均可以進(jìn)行8 8位或位或1616位操作。位操作。 還配置了另外還配置了另外2 2片存儲器芯片的器件插座，可以方片存儲器芯片的器件插座，可以方便地完成對便地完成對1616位字長的內(nèi)存儲器的容量擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)。位字長的內(nèi)存儲器的容量擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)。 對對ROMROM存儲區(qū)可以選用紫外線擦除（存儲區(qū)可以選用紫外線擦除（2727系列）或電系列）或電擦除（擦除（2828系列）的存儲器芯片實(shí)現(xiàn)。系列）的存儲器芯片實(shí)現(xiàn)。 總線：總線：由由1616位地址線和位地址線和1616位數(shù)據(jù)線及其它位數(shù)據(jù)線及其它控制信號、狀態(tài)信號構(gòu)成?？刂菩盘?、狀態(tài)信號構(gòu)成。 輸入設(shè)備：輸入設(shè)備：TEC-XPTEC

9、-XP機(jī)安裝有約機(jī)安裝有約2626個扭子開個扭子開關(guān)，關(guān)，3 3個按鈕微動開關(guān)。完成程序、數(shù)據(jù)的個按鈕微動開關(guān)。完成程序、數(shù)據(jù)的二進(jìn)制輸入及功能選擇。二進(jìn)制輸入及功能選擇。 輸出設(shè)備：輸出設(shè)備： 由由1616個發(fā)光二極管組成。每個發(fā)光二極管組成。每個發(fā)光管都用八選一（由個發(fā)光管都用八選一（由S2S2、S1S1、S0S0選擇）選擇）的的74LS15174LS151器件驅(qū)動，可選擇顯示有關(guān)內(nèi)容。器件驅(qū)動，可選擇顯示有關(guān)內(nèi)容。當(dāng)輸入信號為當(dāng)輸入信號為“1”1”時燈亮，為時燈亮，為“0”0”時燈時燈滅。滅。 （7 7）實(shí)驗(yàn)機(jī)主板上預(yù)留了一個）實(shí)驗(yàn)機(jī)主板上預(yù)留了一個4040芯的器件芯的器件插座插座, ,

10、 并給出了擴(kuò)展操作可能用到的地址、并給出了擴(kuò)展操作可能用到的地址、數(shù)據(jù)及控制信號的連接插孔。數(shù)據(jù)及控制信號的連接插孔。 同時還提供了完成中斷教學(xué)實(shí)驗(yàn)所需要的同時還提供了完成中斷教學(xué)實(shí)驗(yàn)所需要的全部支持全部支持（8 8）TEC-XPTEC-XP教學(xué)機(jī)串行接口教學(xué)機(jī)串行接口 TEC-XPTEC-XP教學(xué)機(jī)配置了兩路串行接口教學(xué)機(jī)配置了兩路串行接口COM1COM1口口和和COM2COM2口。這兩個串口各自使用口。這兩個串口各自使用1 1片串行接片串行接口芯片口芯片Intel 8251Intel 8251，共用，共用1 1片實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換片實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換的的MAX202MAX202芯片，各自通過一個芯片，

11、各自通過一個D D型型9 9芯的接芯的接插頭與終端或插頭與終端或PCPC機(jī)的串口相連。機(jī)的串口相連。 COM1COM1口是系統(tǒng)默認(rèn)的串行口。通過口是系統(tǒng)默認(rèn)的串行口。通過COM1COM1口口可實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)機(jī)與可實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)機(jī)與PCPC機(jī)仿真終端直接通訊。機(jī)仿真終端直接通訊。 COM2COM2口是留給用戶擴(kuò)展串行接口實(shí)驗(yàn)時使口是留給用戶擴(kuò)展串行接口實(shí)驗(yàn)時使用的。用的。設(shè)置設(shè)置COM1COM1口進(jìn)行通訊的目的口進(jìn)行通訊的目的 因?yàn)橐驗(yàn)門EC-XPTEC-XP機(jī)輸入輸出設(shè)備是開關(guān)和發(fā)光管，機(jī)輸入輸出設(shè)備是開關(guān)和發(fā)光管，只能輸入及顯示二進(jìn)制程序和數(shù)據(jù)，故通過只能輸入及顯示二進(jìn)制程序和數(shù)據(jù)，故通過TEC-XPT

12、EC-XP串口與微機(jī)相連，充分利用微機(jī)強(qiáng)大串口與微機(jī)相連，充分利用微機(jī)強(qiáng)大的配置（主要是外設(shè)），完成實(shí)驗(yàn)用程序和的配置（主要是外設(shè)），完成實(shí)驗(yàn)用程序和數(shù)據(jù)的輸入，再通過在微機(jī)上運(yùn)行通訊軟件，數(shù)據(jù)的輸入，再通過在微機(jī)上運(yùn)行通訊軟件，將程序和數(shù)據(jù)通過串口傳入將程序和數(shù)據(jù)通過串口傳入TEC-XPTEC-XP機(jī)，以方機(jī)，以方便用戶程序和數(shù)據(jù)的錄入便用戶程序和數(shù)據(jù)的錄入。TEC-XPTEC-XP機(jī)運(yùn)行狀態(tài)控制開關(guān)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)控制開關(guān) 在在TEC-XPTEC-XP實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)左下方有五個黑色的開關(guān)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)左下方有五個黑色的開關(guān)K0K0、K1K1 、K2K2 、K3K3 、K4K4，用于設(shè)置機(jī)器運(yùn)行狀態(tài)控制。，用

13、于設(shè)置機(jī)器運(yùn)行狀態(tài)控制。 控制開關(guān)的功能在開關(guān)上、下方有標(biāo)識；開關(guān)撥向上方表控制開關(guān)的功能在開關(guān)上、下方有標(biāo)識；開關(guān)撥向上方表示示“1 1”，撥向下方表示，撥向下方表示“0 0”，“X X”表示任意。表示任意。 K0K0：設(shè)置單步運(yùn)行、連續(xù)運(yùn)行。：設(shè)置單步運(yùn)行、連續(xù)運(yùn)行。 K1K1：設(shè)置內(nèi)存讀指令、手動置指令。：設(shè)置內(nèi)存讀指令、手動置指令。 K2K2：設(shè)置組合邏輯控制、微程序控制。：設(shè)置組合邏輯控制、微程序控制。 K3K3：設(shè)置聯(lián)機(jī)、脫機(jī)實(shí)驗(yàn)。：設(shè)置聯(lián)機(jī)、脫機(jī)實(shí)驗(yàn)。 K4K4：設(shè)置：設(shè)置1616位、位、8 8位機(jī)實(shí)驗(yàn)。位機(jī)實(shí)驗(yàn)?？刂崎_關(guān)開關(guān)介紹控制開關(guān)開關(guān)介紹 五個黑色控制開關(guān)的功能示意圖如下

14、：五個黑色控制開關(guān)的功能示意圖如下： （開關(guān)撥到上方表示為（開關(guān)撥到上方表示為1 1，撥到下方為，撥到下方為0 0；）；） 功能開關(guān)功能開關(guān) K0 K1 K2 K3 K4K0 K1 K2 K3 K4 上面上面 單步單步 手動置指令手動置指令 組合邏輯組合邏輯 聯(lián)機(jī)聯(lián)機(jī) 8 8位位 下面下面 連續(xù)連續(xù) 從內(nèi)存讀指令從內(nèi)存讀指令 微程序微程序 脫機(jī)脫機(jī) 1616位位常用的工作方式常用的工作方式（開關(guān)撥到上方表示為開關(guān)撥到上方表示為1 1，撥到下方為，撥到下方為0 0；）工作方式工作方式5 5個撥動開個撥動開關(guān)關(guān)連續(xù)運(yùn)行、組合邏輯控制器、聯(lián)機(jī)、連續(xù)運(yùn)行、組合邏輯控制器、聯(lián)機(jī)、1616位機(jī)位機(jī)0011

15、000110連續(xù)運(yùn)行、微程序控制器、聯(lián)機(jī)、連續(xù)運(yùn)行、微程序控制器、聯(lián)機(jī)、1616位機(jī)位機(jī)0001000010單步、手動置指令、組合邏輯控制器、聯(lián)機(jī)、單步、手動置指令、組合邏輯控制器、聯(lián)機(jī)、1616位機(jī)位機(jī)1111011110單步、手動置指令、微程序控制器、聯(lián)機(jī)、單步、手動置指令、微程序控制器、聯(lián)機(jī)、1616位機(jī)位機(jī)11010110101616位機(jī)、脫機(jī)運(yùn)算器實(shí)驗(yàn)位機(jī)、脫機(jī)運(yùn)算器實(shí)驗(yàn)1XX001XX00 TEC-XP TEC-XP機(jī)的軟件組成機(jī)的軟件組成 TEC-XPTEC-XP機(jī)的指令系統(tǒng)由基本指令和擴(kuò)展指令組成，機(jī)的指令系統(tǒng)由基本指令和擴(kuò)展指令組成，其中其中5353條指令已經(jīng)采用微程序?qū)崿F(xiàn)，

16、存放在條指令已經(jīng)采用微程序?qū)崿F(xiàn)，存放在2 2片片8 8位的控存位的控存ROMROM中，中，TEC-XPTEC-XP機(jī)的監(jiān)控程序就由這些基機(jī)的監(jiān)控程序就由這些基本指令編寫，尚留部分?jǐn)U展指令供實(shí)驗(yàn)者自己實(shí)本指令編寫，尚留部分?jǐn)U展指令供實(shí)驗(yàn)者自己實(shí)現(xiàn)。現(xiàn)。 所有微程序固化在所有微程序固化在TEC-XPTEC-XP機(jī)中控制存儲器中?？貦C(jī)中控制存儲器中?？卮孀珠L存字長4848位，由位，由6 6片片74LS611674LS6116芯片芯片RAMRAM組成，組成，TEC-TEC-XPXP機(jī)指令的執(zhí)行是通過運(yùn)行存放在控存中其對應(yīng)機(jī)指令的執(zhí)行是通過運(yùn)行存放在控存中其對應(yīng)的微程序?qū)崿F(xiàn)的。的微程序?qū)崿F(xiàn)的。 TEC-

17、XPTEC-XP機(jī)軟件系統(tǒng)主要有：機(jī)軟件系統(tǒng)主要有： 監(jiān)控程序監(jiān)控程序MonitorMonitor 共共20482048個字，固化在主存?zhèn)€字，固化在主存0000H0A2FH0000H0A2FH共共2K2K字的主存字的主存ROMROM中。新增加部分被固化在主存中。新增加部分被固化在主存0A30H1FFFH0A30H1FFFH共共2K2K字的主存字的主存ROMROM中。中。 完成功能：完成功能： 控制微機(jī)終端（鍵盤、顯示器）與控制微機(jī)終端（鍵盤、顯示器）與TEC-2TEC-2機(jī)機(jī)連接運(yùn)行；連接運(yùn)行； 接收并執(zhí)行接收并執(zhí)行TEC-XPTEC-XP機(jī)操作命令；機(jī)操作命令； 接收并匯編接收并匯編TEC-

18、XPTEC-XP機(jī)的單條匯編命令；機(jī)的單條匯編命令； 提供提供TEC-XPTEC-XP機(jī)匯編語言的可用子程序。機(jī)匯編語言的可用子程序。 交叉匯編程序交叉匯編程序ASECASEC 交叉匯編程序交叉匯編程序ASECASEC存放在存放在微機(jī)微機(jī)上，并且運(yùn)行在上，并且運(yùn)行在PCPC機(jī)上。機(jī)上。ASECASEC程序用程序用IBM/PCIBM/PC機(jī)的指令系統(tǒng)專門為機(jī)的指令系統(tǒng)專門為TEC-XPTEC-XP機(jī)設(shè)計(jì)，它機(jī)設(shè)計(jì)，它是一個符號匯編程序，能對用是一個符號匯編程序，能對用TEC-XPTEC-XP所定義的所定義的5353條指令編條指令編寫的寫的TEC-XPTEC-XP機(jī)源匯編程序進(jìn)行匯編，得到一個在機(jī)

19、源匯編程序進(jìn)行匯編，得到一個在TEC-XPTEC-XP機(jī)機(jī)上的可執(zhí)行程序。上的可執(zhí)行程序。 具體實(shí)現(xiàn)方法是：具體實(shí)現(xiàn)方法是： 在微機(jī)在微機(jī)PCPC機(jī)上用編輯軟件機(jī)上用編輯軟件EDITEDIT錄入錄入TEC-XPTEC-XP機(jī)匯編源程序到機(jī)匯編源程序到PCPC機(jī)磁盤上，然后用交叉匯編程序機(jī)磁盤上，然后用交叉匯編程序ASECASEC對此源程序進(jìn)行匯對此源程序進(jìn)行匯編翻譯成在編翻譯成在TEC-XPTEC-XP機(jī)上可運(yùn)行的二進(jìn)制可執(zhí)行程序程序，機(jī)上可運(yùn)行的二進(jìn)制可執(zhí)行程序程序，通過通過串口串口V70V70將微機(jī)與將微機(jī)與TEC-XPTEC-XP機(jī)連接，在機(jī)連接，在PCPC機(jī)上運(yùn)行機(jī)上運(yùn)行“TEC-XP

20、TEC-XP機(jī)與機(jī)與PCPC機(jī)通訊程序機(jī)通訊程序PCEC”PCEC”，將此可執(zhí)行程序傳入，將此可執(zhí)行程序傳入TEC-XPTEC-XP機(jī)內(nèi)存中，從而實(shí)現(xiàn)，機(jī)內(nèi)存中，從而實(shí)現(xiàn)，在在PCPC機(jī)上錄入，在機(jī)上錄入，在TEC-XPTEC-XP機(jī)機(jī)上執(zhí)行上執(zhí)行，以方便用戶的實(shí)驗(yàn)操作。，以方便用戶的實(shí)驗(yàn)操作。 TEC-XP TEC-XP機(jī)與機(jī)與IBM-PCIBM-PC機(jī)通訊程機(jī)通訊程序序PCEC16PCEC16 PCEC16PCEC16通訊程序通訊程序用用PCPC機(jī)匯編語言編寫，由兩部分機(jī)匯編語言編寫，由兩部分組成，一部分在組成，一部分在TEC-XPTEC-XP機(jī)監(jiān)控程序中，另一部分機(jī)監(jiān)控程序中，另一部分在

21、在PCPC機(jī)磁盤上。機(jī)磁盤上。 PCEC16PCEC16程序功能：程序功能： 實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)PCPC機(jī)與機(jī)與TEC-XPTEC-XP機(jī)間文件傳輸；即可以把機(jī)間文件傳輸；即可以把PCPC機(jī)上程序、數(shù)據(jù)通過機(jī)上程序、數(shù)據(jù)通過PCECPCEC傳入傳入TEC-XPTEC-XP機(jī)，還可以機(jī)，還可以將將TEC-XPTEC-XP機(jī)上程序、數(shù)據(jù)傳到機(jī)上程序、數(shù)據(jù)傳到PCPC機(jī)進(jìn)行顯示處理。機(jī)進(jìn)行顯示處理。 將將PCPC機(jī)作為機(jī)作為TEC-XPTEC-XP機(jī)終端完成程序、數(shù)據(jù)的輸機(jī)終端完成程序、數(shù)據(jù)的輸入及顯示。入及顯示。 TEC-XP機(jī)硬件系統(tǒng)組成機(jī)硬件系統(tǒng)組成 （ 1 1）TEC-XPTEC-XP機(jī)的運(yùn)算器部件機(jī)

22、的運(yùn)算器部件 主要由主要由4 4片片AM2901AM2901和和1 1片片29022902組成，除外還組成，除外還有兩片有兩片Gal20V8Gal20V8，分別構(gòu)成狀態(tài)寄存器和移，分別構(gòu)成狀態(tài)寄存器和移位寄存器，運(yùn)算器的輸出，既可通過地址位寄存器，運(yùn)算器的輸出，既可通過地址寄存器寄存器ARAR加到加到地址總線地址總線上，也可以通過三上，也可以通過三態(tài)控制門送到態(tài)控制門送到內(nèi)部數(shù)據(jù)總線內(nèi)部數(shù)據(jù)總線上。上。 運(yùn)算器內(nèi)除算術(shù)邏輯運(yùn)算器之外，還包括運(yùn)算器內(nèi)除算術(shù)邏輯運(yùn)算器之外，還包括1616個工作寄存器（以個工作寄存器（以R0R0R15R15標(biāo)記），其中標(biāo)記），其中R0R0R3R3，R8R8R15R1

23、5為一般工作寄存器，用于存放臨為一般工作寄存器，用于存放臨時數(shù)據(jù)或地址，時數(shù)據(jù)或地址，R4R4用作堆棧指針寄存器用作堆棧指針寄存器SPSP，R5R5為程序計(jì)數(shù)器為程序計(jì)數(shù)器PCPC，用于記錄下一條待執(zhí)行，用于記錄下一條待執(zhí)行指令的地址，指令的地址，R6R6用作當(dāng)前指令指針寄存器用作當(dāng)前指令指針寄存器IPIP，R7R7為單步操作專用寄存器。為單步操作專用寄存器。（2 2）TEC-XPTEC-XP機(jī)的控制器部件機(jī)的控制器部件 控制器的基本功能是將待執(zhí)行的指令碼由控制器的基本功能是將待執(zhí)行的指令碼由主存儲器取至指令寄存器，并完成相應(yīng)指主存儲器取至指令寄存器，并完成相應(yīng)指令的執(zhí)行。令的執(zhí)行。 控制部件

24、由指令寄存器、地址映射器、微控制部件由指令寄存器、地址映射器、微程序定序器、控制存儲器、微指令寄存器程序定序器、控制存儲器、微指令寄存器和指令寫入寄存器等組成。和指令寫入寄存器等組成。 控制器的主要部件有：控制器的主要部件有： 微程序控制存儲器微程序控制存儲器 由由2 2片片58C6558C65芯片（記作芯片（記作CM1CM1、CM0CM0）和）和MACHMACH器件內(nèi)部器件內(nèi)部的一些電路組成。用于存放的一些電路組成。用于存放4848位字長微指令構(gòu)成的位字長微指令構(gòu)成的微程序。微程序。用于存放用于存放TEC-XPTEC-XP機(jī)機(jī)4848位字長微指令構(gòu)成的位字長微指令構(gòu)成的的微程序的微程序。 4

25、848位字長微指令由位字長微指令由1616位的下地址字段位的下地址字段（來自（來自 CM1 CM1、CM0 CM0 ）和）和3232位的微命令字段位的微命令字段（來自（來自MACH MACH ）組成。）組成。 需要注意的是需要注意的是，TEC-XPTEC-XP機(jī)微控制存儲器的字長是機(jī)微控制存儲器的字長是4848位，只使用位，只使用8 8位地址尋址。位地址尋址。 微指令寄存器微指令寄存器 微指令寄存器由微指令寄存器由1 1片片8 8位的寄存器芯片位的寄存器芯片7474 LS374LS374和和1 1片片74LS27374LS273及及MACHMACH（3232位）組成。位）組成。 用以存放當(dāng)前微

26、指令的內(nèi)容（用以存放當(dāng)前微指令的內(nèi)容（4848位）。位）。 微指令寄存器的輸出直接用于驅(qū)動相應(yīng)的微指令寄存器的輸出直接用于驅(qū)動相應(yīng)的硬件電路。硬件電路。 微程序定序器微程序定序器 微程序定序器微程序定序器AM2910AM2910芯片是控制器的核心，芯片是控制器的核心，其功能是其功能是依據(jù)機(jī)器的運(yùn)行狀態(tài)與當(dāng)前微指依據(jù)機(jī)器的運(yùn)行狀態(tài)與當(dāng)前微指令的有關(guān)內(nèi)容等令的有關(guān)內(nèi)容等，正確形成下一條微指令，正確形成下一條微指令的地址，以保證微程序按要求，自動地逐的地址，以保證微程序按要求，自動地逐條銜接執(zhí)行。條銜接執(zhí)行。 微程序定序器微程序定序器AM2910AM2910的組成與工作原理是的組成與工作原理是TEC

27、-XPTEC-XP機(jī)的重要內(nèi)容，也是難點(diǎn)內(nèi)容。在機(jī)的重要內(nèi)容，也是難點(diǎn)內(nèi)容。在本教材后面控制器中要詳細(xì)講解。本教材后面控制器中要詳細(xì)講解。程序計(jì)數(shù)器程序計(jì)數(shù)器PCPC和當(dāng)前指令地址寄存和當(dāng)前指令地址寄存器器IPIP、指令寄存器、指令寄存器IRIR 控制器還包括一個程序計(jì)數(shù)器控制器還包括一個程序計(jì)數(shù)器PCPC和當(dāng)前指令地址寄和當(dāng)前指令地址寄存器存器IPIP，在，在TEC-XPTEC-XP機(jī)中它們是用運(yùn)算器中通用寄存機(jī)中它們是用運(yùn)算器中通用寄存器組里的器組里的R5R5、R6R6代替的，只需通過運(yùn)算器中的代替的，只需通過運(yùn)算器中的A A地址地址和和B B地址端口予以正確指定即可。地址端口予以正確指定

28、即可。 指令寄存器指令寄存器IRIR：用于存放當(dāng)前正執(zhí)行的指令內(nèi)容，用于存放當(dāng)前正執(zhí)行的指令內(nèi)容，它是由主存儲器取出經(jīng)外部數(shù)據(jù)線它是由主存儲器取出經(jīng)外部數(shù)據(jù)線DBDB和內(nèi)部數(shù)據(jù)線和內(nèi)部數(shù)據(jù)線IBIB傳送來的機(jī)器指令碼（傳送來的機(jī)器指令碼（1616位）。位）?？偩€部分總線部分 兩組總線，即地址總線兩組總線，即地址總線ABAB和數(shù)據(jù)總線（和數(shù)據(jù)總線（IBIB、DBDB），），其寬度均為其寬度均為1616位。位。 地址總線地址總線：其輸入信號均由：其輸入信號均由地址寄存器發(fā)出地址寄存器發(fā)出，地址，地址寄存器只能接收來自運(yùn)算器的運(yùn)算結(jié)果信號。地址寄存器只能接收來自運(yùn)算器的運(yùn)算結(jié)果信號。地址總線的輸出可

29、送往：總線的輸出可送往：主存儲器；主存儲器；各外設(shè)的各外設(shè)的I/OI/O接口，如串行接口、并行接口等；接口，如串行接口、并行接口等；微程序控制存儲器，供用戶通過微程序控制存儲器，供用戶通過LDMCLDMC指令向微程序指令向微程序控制存儲器裝入用戶自己設(shè)計(jì)的微指令。控制存儲器裝入用戶自己設(shè)計(jì)的微指令。供驅(qū)動點(diǎn)燃發(fā)光二極管器件，以便于用戶隨時查看供驅(qū)動點(diǎn)燃發(fā)光二極管器件，以便于用戶隨時查看地址總線地址總線的當(dāng)前內(nèi)容。的當(dāng)前內(nèi)容。 數(shù)據(jù)總線（數(shù)據(jù)總線（IBIB、DBDB） 分為分為內(nèi)部內(nèi)部數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線IBIB（在（在CPUCPU一方）與一方）與外部外部數(shù)數(shù)據(jù)總線據(jù)總線DBDB（在主存與外設(shè)接口一方），它們之（在主存與外設(shè)接口一方），它們之間通過間通過2 2片片8 8位的雙向三態(tài)驅(qū)動器位的雙向三態(tài)驅(qū)動器74LS24574LS245連接。連接。三態(tài)門上有兩個控制