試驗(yàn)微程序設(shè)計(jì)試驗(yàn)

1、實(shí)驗(yàn)六、微程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私饽Ｐ蜋C(jī)中微程序控制器的結(jié)構(gòu)、工作原理和控制方法，掌握微程序和微指令的概念， 掌握微指令周期和 T周期的概念。二、實(shí)驗(yàn)要求使用CP226實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，完成若干條指令的執(zhí)行，理解微命令和微指令如何控制指令的 執(zhí)行。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容利用模型機(jī)的“單微指令運(yùn)行”功能，分析數(shù)據(jù)傳輸、算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、分支轉(zhuǎn)移等指令的微指令控制方法（模型機(jī)的微指令集見附件3），并跟蹤程序和填寫表 6-1的內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)用代碼如下（說明：下面的指令之間沒有必然的邏輯性，只是讓大家理解指令與微指令之間的內(nèi)在關(guān)系，以及微命令對(duì)微指令的控制作用）：MOVA,#12;將12存入累加器AADDA,R1；寄

2、存器R1的內(nèi)容和累加器 A的內(nèi)容相加后，結(jié)果送入累加器A中L1: ANDA,R1;累加器A的內(nèi)容和由R1指向的存儲(chǔ)單元的內(nèi)容相“與”后送入ARLA;累加器A的內(nèi)容左移一位JMPL1;無條件跳轉(zhuǎn)到 L1的地址處END表6-1:程序跟蹤結(jié)果助記符狀態(tài)微地址微程序數(shù)據(jù)輸岀數(shù)據(jù)打入地址輸岀運(yùn)算器uPCPCT000CBFFFF指令寄存器IRPC輸岀A輸出寫入+100 M OV A,# 12T17CC7FFF7存貯器值EM寄存器APC輸岀A輸出+1+1T07DCBFFFF指令寄存器IRPC輸岀A輸出寫入+1F圖為模型機(jī)CP226微程序控制器的結(jié)構(gòu)圖圖6-1微程序控制器的結(jié)構(gòu)圖四、模型機(jī)的狀態(tài)周期和微控制信

3、號(hào)在本模型機(jī)中，一條指令最多分四個(gè)狀態(tài)周期，一個(gè)狀態(tài)周期為一個(gè)時(shí)鐘脈沖，每個(gè)狀態(tài)周期產(chǎn)生不同的控制邏輯，實(shí)現(xiàn)模型機(jī)的各種功能。模型機(jī)有24位控制位以控制寄存器的輸入、輸出，選擇運(yùn)算器的運(yùn)算功能，存儲(chǔ)器的讀寫。24位控制位分別介紹如下：控制字段位D23D22D21D20D19D18D17D16微控制命令XRDEMWREMRDPCOEEMENIRENEINTELP控制字段位D15D14D13D12D11D10D9D8微控制命令MARENMAROEOUTENSTENRRDRWRCNFEN控制字段位D7D6D5D4D3D2D1D0微控制命令X2X1X0WENAENS2S1SO微控制命令的含義如下：XR

4、D :外部設(shè)備讀信號(hào)，當(dāng)給出了外設(shè)的地址后，輸出此信號(hào)，從指定外設(shè)讀數(shù)據(jù)。EMWR ：程序存儲(chǔ)器 EM 寫信號(hào)。EMRD ：程序存儲(chǔ)器 EM 讀信號(hào)。PCOE:將程序計(jì)數(shù)器 PC的值送到地址總線 ABUS上。EMEN :將程序存儲(chǔ)器 EM 與數(shù)據(jù)總線 DBUS接通，由EMWR和EMRD決定是將 DBUS 數(shù)據(jù)寫到 EM 中，還是從 EM 讀出數(shù)據(jù)送到 DBUS。IREN :將程序存儲(chǔ)器 EM 讀出的數(shù)據(jù)打入指令寄存器 IR 和微指令計(jì)數(shù)器 uPC。EINT :中斷返回時(shí)清除中斷響應(yīng)和中斷請(qǐng)求標(biāo)志，便于下次中斷。ELP : PC打入允許，與指令寄存器的IR3、IR2位結(jié)合，控制程序跳轉(zhuǎn)。MARE

5、N ：將數(shù)據(jù)總線 DBUS 上數(shù)據(jù)打入地址寄存器 MAR 。MAROE ：將地址寄存器 MAR 的值送到地址總線 ABUS 上。OUTEN ：將數(shù)據(jù)總線 DBUS 上數(shù)據(jù)送到輸出端口寄存器 OUT 里。STEN :將數(shù)據(jù)總線DBUS上數(shù)據(jù)存入堆棧寄存器 ST中。RRD :讀寄存器組 R0-R3，寄存器R?的選擇由指令的最低兩位決定。RWR :寫寄存器組 R0-R3，寄存器R?的選擇由指令的最低兩位決定。CN ：決定運(yùn)算器是否帶進(jìn)位移位，CN=1 帶進(jìn)位， CN=0 不帶進(jìn)位。FEN :將標(biāo)志位存入ALU內(nèi)部的標(biāo)志寄存器。X2、 X1 、 X0 三位組合來譯碼選擇將數(shù)據(jù)送到 DBUS 上的寄存器

6、。WEN :將數(shù)據(jù)總線 DBUS的值打入工作寄存器 W中。AEN ： 將數(shù)據(jù)總線 DBUS 的值打入累加器 A 中。S2、 S1、 S0 三位組合決定 ALU 做何種運(yùn)算。五、實(shí)驗(yàn)接線與控制信號(hào)設(shè)置在微程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中， 模型機(jī)作為一個(gè)整體來工作的， 所有微程序的控制信號(hào)由微程序 存儲(chǔ)器 uM 輸出， 而不是由開關(guān)輸出。 做該實(shí)驗(yàn)之前， 只要用8 芯電纜連接 J1 和 J2 即可， 此時(shí)系統(tǒng)處于聯(lián)機(jī)狀態(tài)（在這種狀態(tài)下， 實(shí)驗(yàn)儀的監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)打開 uM 的輸出允許，微 程序的各控制信號(hào)就會(huì)接到各寄存器、 運(yùn)算器的控制端口， 系統(tǒng)自動(dòng)默認(rèn)裝入缺省指令系統(tǒng) 非流水微指令系統(tǒng)文件： insfile1.mic ）。連接和設(shè)置方式如下：1. 拔掉實(shí)驗(yàn)儀上所有的手工連接的接線；2. 用 8 芯電纜連接 J1 和 J2；3. 將控制方式開關(guān) KC 撥到“微程序”方向。六、實(shí)驗(yàn)步驟請(qǐng)同學(xué)按下述步驟操作：1. 關(guān)閉實(shí)驗(yàn)箱的電源， 拔掉實(shí)驗(yàn)儀上所有的手工連接的接線， 用 8 芯電纜連接 J1 和J2,將控制方式開關(guān) KC撥到“微程序控制”方向；2. 將實(shí)驗(yàn)箱的電源打開，啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)軟件，用快捷圖標(biāo)的 “連接通信口”功能打開設(shè)置窗口，選擇實(shí)驗(yàn)儀連接的串行口（選擇串口1）,然后再點(diǎn)