合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、實(shí)驗(yàn)一 存儲器實(shí)驗(yàn)1、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私忪o態(tài)隨機(jī)存取存貯器的工作原理；掌握讀寫存貯器的方法。二、實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)儀的存貯器MEM單元選用一片靜態(tài)存貯器6116（2K×8bit）存放程序和數(shù)據(jù)。CE：片選信號線，低電平有效，實(shí)驗(yàn)儀已將該管腳接地。OE：讀信號線，低電平有效。WE：寫信號線，低電平有效。A0.A10: 地址信號線。I/O0.I/O7:數(shù)據(jù)信號線。CEOEWE功能1××不選中6116001讀010寫000不確定SRAM6116功能表存貯器掛在CPU的總線上，CPU通過讀寫控制邏輯，控制MEM的讀寫。實(shí)驗(yàn)中的讀寫控制邏輯如下圖：讀寫控制邏輯M_nI/O用來選擇對M

2、EM還是I/O讀寫，M_nI/O = 1，選擇存貯器MEM；M_nI/O = 0，選擇I/O設(shè)備。nRD = 0為讀操作；nWR = 0為寫操作。對MEM、I/O的寫脈沖寬度與T2一致；讀脈沖寬度與T2+T3一致，T2、T3由CON單元提供。存貯器實(shí)驗(yàn)原理圖存貯器數(shù)據(jù)信號線與數(shù)據(jù)總線DBus相連；地址信號線與地址總線ABus相連，6116的高三位地址A10.A8接地，所以其實(shí)際容量為256字節(jié)。數(shù)據(jù)總線DBus、地址總線ABus、控制總線CBus與擴(kuò)展區(qū)單元相連，擴(kuò)展區(qū)單元的數(shù)碼管、發(fā)光二極管上顯示對應(yīng)的數(shù)據(jù)。IN單元通過一片74HC245(三態(tài)門)，連接到內(nèi)部數(shù)據(jù)總線iDBus上，分時(shí)提供地

3、址、數(shù)據(jù)。MAR由鎖存器（74HC574，鎖存寫入的地址數(shù)據(jù)）、三態(tài)門（74HC245、控制鎖存器中的地址數(shù)據(jù)是否輸出到地址總線上）、8個發(fā)光二極管（顯示鎖存器中的地址數(shù)據(jù)）組成。T2、T3由CON單元提供，按一次CON單元的uSTEP鍵，時(shí)序單元發(fā)出T1信號；按一次uSTEP鍵，時(shí)序單元發(fā)出T2信號；按一次uSTEP鍵，時(shí)序單元發(fā)出T3信號；再按一次uSTEP鍵，時(shí)序單元又發(fā)出T1信號，按一次STEP鍵，相當(dāng)于按了三次uSTEP鍵，依次發(fā)出T1、T2、T3信號。其余信號由開關(guān)區(qū)單元的撥動開關(guān)模擬給出，其中M_nI/O應(yīng)為高（即對MEM讀寫操作）電平有效，nRD、nWR、wMAR、nMAROE

4、、IN單元的nCS、nRD都是低電平有效。三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析四、思考題1本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中所使用的存儲芯片的容量有多大？系統(tǒng)中實(shí)際可訪問的空間是多大? 2K*8位、256*8位本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中存儲器的讀寫控制信號如何得到的？它們各自在什么時(shí)候有效？通過手撥動開關(guān)來獲得控制信號，OE：讀信號線，低電平有效。WE：寫信號線，低電平有效。實(shí)驗(yàn)二 系統(tǒng)總線和具有基本輸入輸出功能的總線接口實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康睦斫饪偩€的概念及其特性；掌握控制總線的功能和應(yīng)用。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容由于存儲器和輸入、輸出設(shè)備最終是要掛接到外部總線上，所以需要外部總線提供數(shù)據(jù)信號、地址信號以及控制信號。在該實(shí)驗(yàn)平臺中，外部總線分為數(shù)據(jù)總線、地址總線

5、、和控制總線，分別為外設(shè)提供上述信號。外部總線和CPU內(nèi)總線之間通過三態(tài)門連接，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了內(nèi)外總線的分離和對于數(shù)據(jù)流向的控制。地址總線可以為外部設(shè)備提供地址信號和片選信號。由地址總線的高位進(jìn)行譯碼，系統(tǒng)的I/O地址譯碼原理見下圖（在地址總線單元）。 由于使用A6、A7進(jìn)行譯碼，I/O地址空間被分為四個區(qū)，如表所示：I/O地址譯碼原理圖A07 A06片 選地址范圍00IO_nCE000-3F01IO_nCE140-7F10IO_nCE280-BF11IO_nCE3C0-FFI/O地址空間分配CPU通過讀寫控制邏輯，控制MEM和I/O設(shè)備的讀寫。實(shí)驗(yàn)中的讀寫控制邏輯如下圖：讀寫控制邏輯M_nIO用

6、來選擇對MEM還是I/O讀寫，M_nIO = 1，選擇存貯器MEM；M_nIO = 0，選擇I/O設(shè)備。nRD = 0為讀操作；nWR = 0為寫操作。對MEM、I/O的寫脈沖寬度與T2一致；讀脈沖寬度與T2+T3一致，T2、T3由CON單元提供。在理解讀寫控制邏輯的基礎(chǔ)上我們設(shè)計(jì)一個總線傳輸?shù)膶?shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)所用總線傳輸實(shí)驗(yàn)框圖如下圖所示，它將幾種不同的設(shè)備掛至總線上，有存貯器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、寄存器。這些設(shè)備都需要有三態(tài)輸出控制，按照傳輸要求恰當(dāng)有序的控制它們，就可實(shí)現(xiàn)總線信息傳輸?？偩€傳輸實(shí)驗(yàn)框圖一、讀寫控制邏輯實(shí)驗(yàn)1、連線說明： CBus單元：M_nIO、nRD、nWR、nINTA(JP

7、42)開關(guān)區(qū)單元：K15.K12(JP92)CBus單元：nM_RD、nM_WR、nIO_RD、nIO_WR (JP50)擴(kuò)展區(qū)單元：JP67 注意：nINTA(K12)置“1”，使中斷響應(yīng)信號不干擾讀寫存貯器。2、打開實(shí)驗(yàn)儀電源，按CON單元的nRST按鍵，復(fù)位實(shí)驗(yàn)儀3、如果EXEC鍵上方指示燈點(diǎn)亮，表示實(shí)驗(yàn)儀在運(yùn)行狀態(tài)；否則，按一次EXEC鍵，使EXEC鍵上方指示燈點(diǎn)亮4、對MEM進(jìn)行讀操作（M_nIO = 1、nRD = 0、nWR = 1），按CON單元的uSTEP鍵，在T2、T3時(shí)刻，擴(kuò)展區(qū)單元JP67對應(yīng)的DS159指示燈熄滅，DS160-DS162指示燈點(diǎn)亮，表示nM_RD讀信號

8、在T2、T3時(shí)刻有效5、對MEM進(jìn)行寫操作（M_nIO = 1、nRD = 1、nWR = 0），按CON單元的uSTEP鍵，在T2時(shí)刻，擴(kuò)展區(qū)單元JP67對應(yīng)的DS160指示燈熄滅，DS159、DS161、DS162指示燈點(diǎn)亮，表示nM_WR寫信號在T2時(shí)刻有效6、對I/O進(jìn)行讀操作（M_nIO = 0、nRD = 0、nWR = 1），按CON單元的uSTEP鍵，在T2、T3時(shí)刻，擴(kuò)展區(qū)單元JP67對應(yīng)的DS161指示燈熄滅，DS159、DS160、DS162指示燈點(diǎn)亮，表示nIO_RD讀信號在T2、T3時(shí)刻有效7、對I/O進(jìn)行寫操作（M_nIO = 0、nRD = 1、nWR = 0），

9、按CON單元的uSTEP鍵，在T2時(shí)刻，擴(kuò)展區(qū)單元JP67對應(yīng)的DS162指示燈熄滅，DS159-DS161指示燈點(diǎn)亮，表示nIO_WR寫信號在T2時(shí)刻有效二、基本輸入輸出功能的總線接口實(shí)驗(yàn)。1、根據(jù)掛在總線上的幾個基本部件，設(shè)計(jì)一個簡單的流程：輸入設(shè)備將一個數(shù)打入R0寄存器。輸入設(shè)備將另一個數(shù)打入地址寄存器。將R0寄存器中的數(shù)寫入到當(dāng)前地址的存儲器中。將當(dāng)前地址的存儲器中的數(shù)通過OUT單元用LED數(shù)碼管顯示。2、連線說明：CBus單元：M_nIO、nRD、nWR、nINTA(JP42)開關(guān)區(qū)單元：K5.K12(JP92)ALU單元：rR0、wR0開關(guān)區(qū)單元：K9、K8ALU單元：IN0.IN

10、7(JP22)iDBus單元：JP37MAR單元：nMAROE、wMAR(JP13)開關(guān)區(qū)單元：K11、K10(JP94)MAR單元：D0.D7(JP14)iDBus單元：iD0.iD7(JP38)存貯器MEM單元：A0.A7(JP72)ABus單元：A00.A07(JP56)存貯器MEM單元：D0.D7(JP73)DBus單元：D0.D7(JP53)存貯器MEM單元：M_nRD、M_nWR(JP71)CBus單元：nM_RD、nM_WR (JP44)IN單元：IN0.IN7(JP101)DBus單元：D0.D7(JP52)IN單元：nRDCBus單元：nIO_RD(JP49)IN單元：nCS

11、擴(kuò)展區(qū)單元：GNDOUT單元：nWR(JP68)CBus單元：nIO_WR(JP48)OUT單元：nCS擴(kuò)展區(qū)單元：GNDOUT單元：JP69DBus單元：D0.D7(JP54)OUT單元：JP70擴(kuò)展區(qū)單元：JP65注意：nINTA(K12)置“1”，使中斷響應(yīng)信號不干擾讀寫存貯器。3、具體操作步驟圖示如下：在星研軟件的工具條中選擇“簡單模型機(jī)實(shí)驗(yàn)”，打開簡單模型機(jī)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)通路圖。(1)撥動開關(guān)區(qū)單元開關(guān)：M_nIO = 1、nRD = 1、nWR = 1、nINTA = 1、rR0 = 1、wR0 = 1、wMAR = 1；nMAROE = 0(允許地址寄存器MAR輸出到地址總線)(2)

12、 打開實(shí)驗(yàn)儀電源(3)通過輸入設(shè)備（IN單元）將數(shù)據(jù)55H寫入R0寄存器將IN單元置01010101，wR0 = 0,允許寫寄存器R0，M_nIO = 0、nRD = 0、nWR = 1，點(diǎn)擊星研軟件“單節(jié)拍運(yùn)行”按扭（運(yùn)行一個機(jī)器周期），觀察通路圖，T2、T3時(shí)刻IN單元輸出數(shù)據(jù)，在T3的下降沿IN單元輸出的數(shù)據(jù)寫入R0。wR0 = 1，結(jié)束寫R0操作(4)讀R0中數(shù)據(jù)寫入存貯器MEM的15H單元將IN單元置00010101，wMAR = 0，允許寫MAR，M_nIO = 0、nRD = 0、nWR = 1，點(diǎn)擊星研軟件“單節(jié)拍運(yùn)行”按扭（運(yùn)行一個機(jī)器周期），觀察通路圖，在T3的下降沿IN單

13、元輸出的數(shù)據(jù)寫入地址寄存器MAR。wMAR = 1,結(jié)束寫MAR操作。rR0 = 0,允許讀寄存器R0；M_nIO = 1、nRD = 1、nWR = 0，允許寫存貯器；點(diǎn)擊星研軟件“單節(jié)拍運(yùn)行”按扭（運(yùn)行一個機(jī)器周期），觀察通路圖，在T2的時(shí)刻完成對存貯器的寫入操作。rR0 = 1， M_nIO = 1、nRD = 1、nWR = 1，結(jié)束寫MEM操作。(5)將當(dāng)前地址的存貯器中數(shù)據(jù)讀出，寫入R0寄存器中。將IN單元置00010101，wMAR = 0，允許寫MAR，M_nIO = 0、nRD = 0、nWR = 1，點(diǎn)擊星研軟件“單節(jié)拍運(yùn)行”按扭（運(yùn)行一個機(jī)器周期），觀察通路圖，在T3的下

14、降沿IN單元輸出的數(shù)據(jù)寫入地址寄存器MAR。wMAR = 1,結(jié)束寫MAR操作。wR0 = 0,允許寫寄存器R0；M_nIO = 1、nRD = 0、nWR = 1，允許讀存貯器；點(diǎn)擊星研軟件“單節(jié)拍運(yùn)行”按扭（運(yùn)行一個機(jī)器周期），觀察通路圖，T2、T3時(shí)刻MEM單元輸出數(shù)據(jù)，在T3的下降沿MEM單元輸出的數(shù)據(jù)寫入R0。wR0 = 1，M_nIO = 1、nRD = 1、nWR = 1，結(jié)束寫R0操作。(6)讀R0寄存器，數(shù)據(jù)寫入OUT單元，用數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)。rR0 = 0, 允許讀寄存器R0；M_nIO = 0、nRD = 1、nWR = 0，允許寫I/O設(shè)備；點(diǎn)擊星研軟件“單節(jié)拍運(yùn)行”按扭

15、（運(yùn)行一個機(jī)器周期），觀察通路圖，在T2的下降沿，R0寄存器輸出的數(shù)據(jù)寫入OUT單元。rR0 = 1、M_nIO = 1、nRD = 1、nWR = 1，結(jié)束本次操作。三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析本次實(shí)驗(yàn)由于是2人完成，由我的學(xué)號作為地址，將另一個人的學(xué)號輸出。四、思考題本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中外設(shè)的讀寫控制信號如何得到的？對外設(shè)的讀、寫控制信號能不能同時(shí)發(fā)出？對存儲器呢？本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中外設(shè)的讀寫控制信號是撥開關(guān)得到的，對外設(shè)的讀、寫控制信號不能同時(shí)發(fā)出，對存儲器的讀、寫控制信號也不能同時(shí)發(fā)出?？偩€上的部件輸出數(shù)據(jù)時(shí)為什么要加三態(tài)門？三態(tài)門是一種擴(kuò)展邏輯功能的輸出級，也是一種控制開關(guān)。主要是用于總線的連接，因?yàn)榭偩€只

16、允許同時(shí)只有一個使用者。通常在數(shù)據(jù)總線上接有多個器件，每個器件通過OE/CE之類的信號選通。如器件沒有選通的話它就處于高阻態(tài)，相當(dāng)于沒有接在總線上，不影響其它器件的工作。實(shí)驗(yàn)三 具有中斷控制功能的總線接口實(shí)驗(yàn)具有 DMA控制功能的總線接口實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康腄MA控制信號線的功能和應(yīng)用；掌握在系統(tǒng)總線上設(shè)計(jì) DMA控制信號線的方法。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容直接存貯器傳送DMA是指將外設(shè)的數(shù)據(jù)不經(jīng)過CPU直接送入存貯器，或者，從存貯器不經(jīng)過CPU直接送往外圍設(shè)備。一次DMA傳送只需要執(zhí)行一個DMA周期，能夠滿足一些高速外設(shè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰，F(xiàn)在流行的ARM類CPU，內(nèi)部集成有多個DMA控制器，允許SD卡、USB

17、、CAN、串口、AD、DA等與存貯器之間通過DMA方式傳輸數(shù)據(jù)，可以大大減少占用CPU的時(shí)間。DMA控制器（簡稱DMAC）傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，需要占用總線，總線的控制權(quán)需要在CPU和DMAC之間切換，這就需要控制總線提供相應(yīng)的信號，實(shí)現(xiàn)這種切換，避免總線競爭。外設(shè)需要DMA傳輸時(shí)，向DMAC提出請求，DMAC通過控制總線HOLD信號向CPU提出DMA請求；CPU在當(dāng)前總線周期結(jié)束時(shí)，響應(yīng)DMA請求：釋放總線控制權(quán)，發(fā)出有效HLDA信號給DMAC；DMAC接受總線控制權(quán)，開始DMA傳輸，傳送完畢后，撤銷HOLD信號，釋放總線控制權(quán)；CPU收回總線控制權(quán)，同時(shí)使HLDA信號失效。實(shí)驗(yàn)原理圖如上圖所示，CP

18、U在每個機(jī)器周期的T3時(shí)刻結(jié)束時(shí)鎖存DMA請求HOLD，如果有DMA請求，生成有效的HLDA信號，（1）鎖住CPU時(shí)鐘信號，使T1、T2、T3均無效，凍住CPU（2）釋放控制總線、數(shù)據(jù)總線、地址總線，外部總線都處于高阻狀態(tài)；DMAC接受總線控制權(quán)，等DMA傳輸完畢，撤消HOLD信號；CPU在每個時(shí)鐘周期，檢查HOLD信號，監(jiān)測到無效的HOLD的信號后，（1）CPU輸出時(shí)鐘信號，使CPU可以繼續(xù)工作（2）收回控制總線、數(shù)據(jù)總線、地址總線控制權(quán)。在本實(shí)驗(yàn)中，檢查U36（74HC245，CPU內(nèi)外數(shù)據(jù)總線緩沖器）、U37（74HC245，CPU內(nèi)外地址總線緩沖器）的OE腳，判斷CPU是否失去數(shù)據(jù)總線

19、、地址總線的控制權(quán)；通過檢查CBus單元的nIO_RD、nIO_WR、nM_RD、nM_WR信號，檢查CPU對控制總線的控制權(quán)。三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析四、思考題響應(yīng)中斷的條件是什么？答：1、有中斷源發(fā)出的中斷請求；2、中斷總允許位EA=1，即CPU開中斷；3、申請中斷的中斷源的中斷允許位為1，即中斷沒有被屏蔽；4、無同級或更高級中斷正在被服務(wù)；5、當(dāng)前的指令周期已經(jīng)結(jié)束中斷源的中斷向量地址是通過數(shù)據(jù)線還是地址線送給？答：數(shù)據(jù)線響應(yīng)請求后，其地址線、數(shù)據(jù)線和控制線引腳出現(xiàn)什么狀態(tài)？答：高阻態(tài)實(shí)驗(yàn)四 基本運(yùn)算器實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私膺\(yùn)算器的組成結(jié)構(gòu)；掌握運(yùn)算器的工作原理。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容運(yùn)算器內(nèi)部含有三個獨(dú)

20、立運(yùn)算部件，分別為算術(shù)、邏輯和移位運(yùn)算部件，要處理的數(shù)據(jù)存于暫存器A和暫存器 B，三個部件同時(shí)接受來自A和B的數(shù)據(jù)（有些處理器體系結(jié)構(gòu)把移位運(yùn)算器放于算術(shù)和邏輯運(yùn)算部件之前，如ARM），控制信號S3.S0、CN_I決定哪個部件工作、對操作數(shù)進(jìn)行何種運(yùn)算，S3.S0通過多路選擇開關(guān)選擇這個部件的結(jié)果作為ALU的輸出；如果運(yùn)算影響進(jìn)位標(biāo)志FC、零標(biāo)志FZ、正負(fù)標(biāo)志位FS，在T3狀態(tài)的下降沿，結(jié)果分別鎖存到FC、FZ、FS ；I是中斷允許標(biāo)志位。ALU中所有模塊集成在一片 CPLD中。邏輯運(yùn)算部件由邏輯門構(gòu)成，較為簡單，后一節(jié)有專門的算術(shù)運(yùn)算部件設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，在此對這兩個部件不再贅述。移位運(yùn)算采用的是8

21、×8位桶形移位器，這樣，可以使所有的移位操作都可以一次完成。下圖是一個4×4位桶形移位器所有的輸入通過交叉開關(guān)與所有的輸出端相連。如右移2位，第2條對角線(右移2)上的2個交叉開關(guān)接通，即第3位(in3)右移至第1位(out1),第2位(in2)移至第0位(out0)。又如右環(huán)移1位，第3條對角線(右移1)和第7條對角線(左3，3=4-1)同時(shí)有效，即可方便地實(shí)現(xiàn)右環(huán)移。邏輯左移/右移只須把沒連接的輸出位同時(shí)充以“0”即可實(shí)現(xiàn)；算術(shù)右移也只須把沒連接的輸出位用符號位填充即可。運(yùn)算器部件由一片CPLD實(shí)現(xiàn)。ALU的輸出通過三態(tài)門連到CPU內(nèi)部數(shù)據(jù)總線（iDBus）上，另外還有

22、指示燈標(biāo)明進(jìn)位標(biāo)志FC、零標(biāo)志FZ、正負(fù)標(biāo)志FS。請注意：圖中T1、T2、T3、nRST已與CON單元相連，其它信號都來自于ALU單元的排針上。實(shí)驗(yàn)儀所有單元的T1、T2、T3、nRST已與控制臺（CON）單元的T1、T2、T3、nRst連接，nRst提供復(fù)位信號；T1、T2、T3是一個微指令周期的三個節(jié)拍，高電平有效，瞬間只有一個信號有效，初始狀態(tài)T1、T2、T3都是低電平。wA（允許寫暫存器A）、wB(允許寫暫存器B）、rALU(允許ALU結(jié)果輸出到內(nèi)部數(shù)據(jù)總線（iDBus）上)，都是低電平有效。暫存器A和暫存器B的數(shù)據(jù)能在 LED燈上實(shí)時(shí)顯示，原理如下圖： 進(jìn)位標(biāo)志FC、零標(biāo)志FZ、正負(fù)

23、標(biāo)志FS、內(nèi)部數(shù)據(jù)總線 iD7iD0的顯示原理與此類似；B、寄存器R0-3、堆棧寄存器SP、標(biāo)志寄存器PSW（含F(xiàn)C、FZ、FS、I）共用R_0.R_7八個發(fā)光二極管，通過Select按鍵選擇，按鍵上方的發(fā)光二極管指示R_0.R_7顯示那個寄存器的值。ALU功能表運(yùn)算類型S3 S2 S1 S0CN_I功能邏輯運(yùn)算00000F = A （直通）00001F = B （直通）0001XF = A + B （或）（FZ）0010XF = A * B （與）（FZ）0011XF = A B （異或）（FZ）0100XF = /A （取反）（FZ）移位運(yùn)算01010F = A 不帶進(jìn)位循環(huán)右移B(取低3

24、位)位（FZ）1F = A 算術(shù)右移一位（FZ）01100F = A 邏輯右移一位（FZ）1F = A 帶進(jìn)位循環(huán)右移一位（FC，F(xiàn)Z）01110F = A 邏輯左移一位（FZ）1F = A 帶進(jìn)位循環(huán)左移一位（FC，F(xiàn)Z）算術(shù)運(yùn)算10000F = A + B（FC，F(xiàn)Z，F(xiàn)S）1F = A + B + FC（FC，F(xiàn)Z，F(xiàn)S）10010F = A - B（FC，F(xiàn)Z，F(xiàn)S）1F = A - B - FC（FC，F(xiàn)Z，F(xiàn)S）10100F = A + 1（FZ）1F = NEG A (取補(bǔ))（FZ）1011XF = A - 1（FZ）其它1100X置FC = CN_I（FC）1101X置I =

25、CN_I(I)1110（保留）1111（保留）S3、S2、S1、S0、CN_I為控制信號，F(xiàn)C-進(jìn)位標(biāo)志，F(xiàn)Z-零標(biāo)志，F(xiàn)S-正負(fù)標(biāo)志，I-中斷允許標(biāo)志；表中功能欄內(nèi)的FC、FZ、FS表示當(dāng)前運(yùn)算會影響到該標(biāo)志。*表中X表示任意值，下同1、連線說明：ALU單元：S0.S3(JP18)開關(guān)區(qū)單元：K20.K23(JP89)ALU單元：wA、wB、rALU、CN_I(JP19)開關(guān)區(qū)單元：K15.K12(JP92)ALU單元：ALU_D0.ALU_D7(JP25)擴(kuò)展區(qū)單元：JP62ALU單元：IN0.IN7(JP22)開關(guān)區(qū)單元：K0.K7(JP97)2、打開實(shí)驗(yàn)儀電源，按CON單元的nRST按

26、鍵，將ALU的A、B、FC、FZ、FS、I清零；如果EXEC鍵上方指示燈不亮，請按一次EXEC鍵，點(diǎn)亮指示燈，表示實(shí)驗(yàn)儀在運(yùn)行狀態(tài)。3、給暫存器A賦初值（1）撥動開關(guān)區(qū)單元的K7.K0開關(guān)，形成二進(jìn)制數(shù)01011000（或其它值）；指示燈亮，表示該位是1，滅為0。（2）撥動開關(guān)區(qū)單元K15(wA)、K14(wB)、K13(rALU)、K12(CN_I)開關(guān)，賦wA=0（允許寫A）、wB=1（禁止寫B(tài)）、rALU=1(不允許ALU輸出)、CN_I=0，按CON單元的STEP按鍵一次,產(chǎn)生一個T1的下降沿，將二進(jìn)制數(shù)01011000寫入暫存器A中，ALU單元的A_7A_0LED上顯示A中的值 4、

27、給暫存器B賦初值（1）撥動開關(guān)區(qū)單元的K7.K0開關(guān)，形成二進(jìn)制數(shù)10101011（或其它值）。（2）賦wA=1（禁止寫A）、wB=0（允許寫B(tài)）、rALU=1(不允許ALU輸出)、CN_I=0，按CON單元的STEP按鍵一次,產(chǎn)生一個T2的下降沿，將二進(jìn)制數(shù)10101011寫入暫存器B中，ALU單元的R_7R_0LED上顯示B中的值5、賦wA=1（禁止寫A）、wB=1（禁止寫B(tài)）、rALU(K10)=0,按uSTEP鍵，進(jìn)入T3節(jié)拍，節(jié)拍DS169DS168T1、T2、T3無效（T1=0、T2=0、T3=0）00T1（T1=1、T2=0、T3=0）01T2（T1=0、T2=1、T3=0）10

28、T3（T1=0、T2=0、T3=1）11說明：1-亮；0-滅當(dāng)rALU(K13)=0，如果S3S2S1S0的值是0000時(shí)，T2、T3節(jié)拍時(shí)，允許ALU結(jié)果輸出；S3S2S1S0的值是其它數(shù)值，T3節(jié)拍時(shí)，允許ALU結(jié)果輸出，顯示于擴(kuò)展區(qū)的二位數(shù)碼管、DS94.DS101的LED上。6、根據(jù)后邊的“運(yùn)算結(jié)果表”，改變K20（S0）、K21（S1）、K22（S2）、K23（S3）、K12（CN_I）的值，觀察并記錄運(yùn)算器的輸出。例如：S0=0，S1=0，S2=0，S3=0，ALU的D7_D0 = 58H；FC、FZ、FS、I不變。注意：只有按CON單元的STEP按鍵一次，產(chǎn)生一個T3的下降沿，A

29、LU才將標(biāo)志位FC、FZ、FS、I寫入標(biāo)志寄存器PSW中，才能在ALU單元的FZ、FC、FS、I指示燈上看到結(jié)果。如果實(shí)驗(yàn)儀、PC聯(lián)機(jī)操作，則可通過軟件中的數(shù)據(jù)通路圖來觀測實(shí)驗(yàn)結(jié)果，方法是：打開軟件，在星研軟件的工具條中選擇“運(yùn)算器實(shí)驗(yàn)”，打開運(yùn)算器實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)通路圖。進(jìn)行上面的手動操作，點(diǎn)擊工具條上單節(jié)拍或單周期命令圖標(biāo)，數(shù)據(jù)通路圖會反映當(dāng)前運(yùn)算器所做的操作。數(shù)據(jù)通路圖重復(fù)上述操作，并完成下表。然后改變A、B、CN_I的值，驗(yàn)證 FC、FZ、FS、EI的鎖存功能。運(yùn)算結(jié)果表運(yùn)算類型ABS3 S2 S1 S0CN_I結(jié)果邏輯運(yùn)算58AB00000ALU=（58） FC=（0 ）FZ=（ 0） F

30、S=( 0)58AB00001ALU=（AB） FC=（0 ）FZ=（ 0） FS=( 0)58AB0001XALU=（FB） FC=（ 0）FZ=（0 ） FS=( 0)58AB0010XALU=（ 08 ） FC=（ 0）FZ=（ 0） FS=( 0)0011XALU=（F3 ） FC=（0 ）FZ=（0 ） FS=( 0)0100XALU=（A7 ） FC=（ 0）FZ=（0 ） FS=( 0)移位運(yùn)算01010ALU=（ 0B ） FC=（ 0）FZ=（0 ） FS=( 0)01011ALU=（2C ） FC=（ 0）FZ=（ 0） FS=(0 )01100ALU=（ 2C ） FC=

31、（ 0）FZ=（0 ） FS=( 0)0110(FC=0)1ALU=（ 2C ） FC=（0 ）FZ=（0 ） FS=(0 )0110(FC=1)ALU=（ AC ） FC=（ 1）FZ=（0 ） FS=( 0)01110ALU=（B0 ） FC=（0 ）FZ=（0 ） FS=(0 )0111(FC=0)1ALU=（ B0 ） FC=（ 0）FZ=（0 ） FS=( 0)0111(FC=1)ALU=（B1 ） FC=（ 1）FZ=（ 0） FS=(0 )算術(shù)運(yùn)算10000ALU=（ 03 ） FC=（1 ）FZ=（ 0） FS=(0 )1000(FC=0)1ALU=（ 03） FC=（ 0）F

32、Z=（ 0） FS=(0 )1000(FC=1)ALU=（ 04 ） FC=（ 1）FZ=（ 0） FS=( 0)10010ALU=（AC ） FC=（1 ）FZ=（ 0） FS=( 1)1001(FC=0)1ALU=（AC ） FC=（1 ）FZ=（0 ） FS=(1 )1001(FC=1)ALU=（ AD ） FC=（1 ）FZ=（ 0） FS=( 1)10100ALU=（ 59 ） FC=（ 0）FZ=（ 0） FS=( 0)1ALU=（ 58） FC=（ 0）FZ=（ 0） FS=(0 )1011XALU=（ 57 ） FC=（0 ）FZ=（ 0） FS=( 0)其它1100XFC=（

33、 X ）1101XEI=（ X）三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析A+B+FC fc=0 A+B+FC fc=1A-B-FC FC=0 A-B-FC FC=1 A B 循環(huán)移位四、思考題本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中寄存器的寫入在什么時(shí)刻進(jìn)行？寄存器的寫入在什么時(shí)刻進(jìn)行？能否在一個機(jī)器周期內(nèi)將、寄存器寫入不同的數(shù)據(jù)？答：寄存器的寫入在T1的下降沿，B寄存器的寫入在T2的下降沿，能在一個機(jī)器周期內(nèi)將、寄存器寫入不同的數(shù)據(jù)。本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的求補(bǔ)功能與的求補(bǔ)指令功能是否相同？答：不同，只能對最高位為1的值進(jìn)行求補(bǔ)實(shí)驗(yàn)五 微程序控制器實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1) 掌握微程序控制器的組成原理。 (2) 掌握微程序的編制、寫入，觀察微程序的運(yùn)行過

34、程。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容微程序設(shè)計(jì)思想是由劍橋大學(xué)的M.V.Wilkes教授首先提出的，為每一條機(jī)器指令編寫一個微程序，每一個微程序包含一條或幾條微指令，每一條微指令對應(yīng)一個或幾個控制各部件動作的微操作指令。然后把這些微程序存到一個控制存貯器中，用尋找用戶程序機(jī)器指令的方法尋找每個微程序中的微指令。由于這些微指令是以二進(jìn)制代碼形式表示的，每位代表一個控制信號，因此，逐條執(zhí)行每一條微指令，也就相應(yīng)地完成了一條機(jī)器指令的全部操作；由于控制信號是以二進(jìn)制代碼的形式出現(xiàn)的，因此只要修改微指令的代碼，就可改變操作內(nèi)容，便于調(diào)試、修改、甚至增刪機(jī)器指令，有利于計(jì)算機(jī)仿真。微程序控制器原理框圖微程序控制器是嚴(yán)格按

35、照系統(tǒng)時(shí)序來工作的，因而時(shí)序控制對于控制器的設(shè)計(jì)是非常重要的，從前面的實(shí)驗(yàn)可以很清楚地了解時(shí)序電路的工作原理，本實(shí)驗(yàn)所用的時(shí)序由CON單元來提供，分為三拍T1、T2、T3。微程序控制器的組成見下圖，采用四片6116或2816作為微存貯器，微命令寄存器32位，用四片8D觸發(fā)器（74HC574）組成。在取指周期的T2下降沿，讀取的8位指令數(shù)據(jù)鎖存到指令寄存器(IR)中；T3時(shí)刻，根據(jù)IR、狀態(tài)條件（例如：進(jìn)位標(biāo)志位、零標(biāo)志位等），譯碼生成該機(jī)器指令對應(yīng)的微地址（該機(jī)器指令對應(yīng)uM的首地址），送入微地址寄存器(uPC)；如果不在取指周期，uPC的微地址來自于微指令寄存器的低8位（該機(jī)器指令對應(yīng)的后續(xù)

36、微地址）；在T3的下降沿，將控制存貯器中輸出的微指令鎖存到微指令寄存器中。微程序控制器原理圖CON單元有一組按鍵，與開關(guān)區(qū)的撥動開關(guān)組合，可用來對存貯器MEM、控制存貯器uM讀寫操作：EXEC按鍵上方有一指示燈，復(fù)位后，指示燈亮，表示實(shí)驗(yàn)儀處于運(yùn)行狀態(tài)，STEP鍵、uSTEP鍵、iSTEP鍵、PULSE鍵有效；按一次EXEC鍵，實(shí)驗(yàn)儀切換到編輯狀態(tài)，ADDR鍵、+1鍵、-1鍵、uM/M鍵、nRD鍵、nWR鍵有效；再按一次EXEC鍵，實(shí)驗(yàn)儀又切換到運(yùn)行狀態(tài)。如果在編輯狀態(tài)時(shí)，使用按鍵，修改過MEM或uM的地址、數(shù)據(jù)，從編輯狀態(tài)切換到運(yùn)行狀態(tài)后，請按一次nRST復(fù)位鍵，使實(shí)驗(yàn)儀回復(fù)初始設(shè)置（復(fù)位P

37、C、uPC、微程序控制器等）。以向uM的00H單元中寫入44332211為例，對控制存貯器進(jìn)行寫入的具體操作步驟如下：（1）如果EXEC鍵上方指示燈熄滅，表示實(shí)驗(yàn)儀在uM、MEM編輯狀態(tài)，轉(zhuǎn)第二步；否則，按一次EXEC鍵，使EXEC鍵上方指示燈熄滅（2）如果uM/M鍵上方指示燈亮，表示處于uM編輯狀態(tài)，直接轉(zhuǎn)第三步；否則，按uM/M鍵一次，使uM/M鍵上方指示燈點(diǎn)亮（3）IN單元開關(guān)給出uM的首地址（00000000），按一次ADDR鍵，uPC單元的8個發(fā)光二級管全熄滅（1：點(diǎn)亮，0：熄滅）（4）IN單元開關(guān)給出該控存單元數(shù)據(jù)的低八位（00010001），按一次nWR鍵，低八位數(shù)據(jù)寫入6116

38、/2816的同時(shí)，打入uM7-0對應(yīng)的鎖存器中，uM單元的uM0、uM4燈點(diǎn)亮，uM1-3、uM5-7指示燈熄滅（5）按一次+1鍵，準(zhǔn)備寫該控存單元的15-8位；IN單元開關(guān)給出數(shù)據(jù)（00100010），按一次nWR鍵，15-8數(shù)據(jù)寫入另一片6116/2816的同時(shí)，打入uM15-8對應(yīng)的鎖存器中，uM單元的uM9、uM13燈點(diǎn)亮，uM8、uM10-12、uM14-15指示燈熄滅（6）按一次+1鍵，準(zhǔn)備寫該控存單元的23-16位；IN單元開關(guān)給出數(shù)據(jù)（00110011），按一次nWR鍵，23-16位數(shù)據(jù)寫入另一片6116/2816的同時(shí)，打入uM23-16對應(yīng)的鎖存器中，uM單元的uM16、u

39、M17、uM20、uM21燈點(diǎn)亮，uM18、uM19、uM22、uM23指示燈熄滅（7）按一次+1鍵，準(zhǔn)備寫該控存單元的最高8位；IN單元開關(guān)給出數(shù)據(jù)（01000100），按一次nWR鍵，最高8位數(shù)據(jù)寫入最后一片6116/2816的同時(shí)，打入uM31-24對應(yīng)的鎖存器中，uM單元的uM26、uM30燈點(diǎn)亮，uM24-25、uM27-29、uM31指示燈熄滅如果再按一次+1鍵，uPC+1，uM單元uPC7-uPC0顯示當(dāng)前地址（00000001）編輯完成后進(jìn)行校驗(yàn)。以校驗(yàn)00H單元為例，對于控制存貯器uM進(jìn)行校驗(yàn)的具體操作步驟如下：（1）確認(rèn)EXEC鍵上方指示燈熄滅；uM/M將上方指示燈點(diǎn)亮（2

40、）IN單元開關(guān)給出uM的首地址（00000000），按一次ADDR鍵，uPC單元的8個發(fā)光二級管全熄滅（1：點(diǎn)亮，0：熄滅）（3）按一次nRD鍵，從6116/2816（低八位）讀出數(shù)據(jù)，打入uM7-0對應(yīng)的鎖存器中，uM7-0指示燈顯示數(shù)據(jù)（00010001） （5）按一次+1鍵，準(zhǔn)備讀該控存單元的15-8位；按一次nRD鍵，從另一片6116/2816（中八位）讀出數(shù)據(jù)，打入uM15-8對應(yīng)的鎖存器中，uM15-8指示燈顯示數(shù)據(jù)（00100010）（6）按一次+1鍵，準(zhǔn)備讀該控存單元的23-16位；按一次nRD鍵，從另一片6116/2816（高八位）讀出數(shù)據(jù)，打入uM23-16對應(yīng)的鎖存器中，

41、uM23-16指示燈顯示數(shù)據(jù)（00110011）（6）按一次+1鍵，準(zhǔn)備讀該控存單元的31-24位；按一次nRD鍵，從另一片6116/2816（最高八位）讀出數(shù)據(jù)，打入uM31-24對應(yīng)的鎖存器中，uM31-24指示燈顯示數(shù)據(jù)（01000100）如果再按一次+1鍵，uPC+1，uM單元uPC7-uPC0顯示當(dāng)前地址（00000001）如果按一次-1鍵，uPC-1，uM單元uPC7-uPC0顯示當(dāng)前地址（00000000）；按nRD或nWR鍵一次，對uM31-24（最高八位）對應(yīng)的芯片操作；繼續(xù)按-1鍵，依次對高八位、中八位、低八位對應(yīng)的芯片操作；減至低8位后，再按動-1鍵一次，微地址uPC會自

42、動減一，繼續(xù)對下一個單元的操作。如校驗(yàn)的微指令出錯，則返回輸入操作，修改該單元的數(shù)據(jù)后再進(jìn)行校驗(yàn)，直至確認(rèn)輸入的微代碼全部準(zhǔn)確無誤為止，完成對微指令的輸入。微指令字長共 32位，控制位順序如下表：微指令格式位3130292827262524232221信號名iEndwAwBwIRSP_nOErRDirRirALUA字段wPSW位20191817161514131211-8信號名CN_IrPCPC+1nMAROEnPCOEnINTAnWRnRDM_nIOS3.S0位7-0信號名uM_PC7.uM_PC0A字段2322選擇00NOP01wRi10wPC11wMAR其中uM_PC7.uM_PC0為8

43、位后續(xù)微地址，A為譯碼字段，由二個控制位譯碼出多位。本實(shí)驗(yàn)用到的控制位：wA：寫暫存器A。wA低電平，在T1的下降沿，將iDBus上數(shù)據(jù)寫到暫存器A。wB：寫暫存器B。wB低電平，在T2的下降沿，將iDBus上數(shù)據(jù)寫到暫存器B。wIR:寫指令寄存器IR。wIR為低電平，在T2的下降沿，將iDBus上數(shù)據(jù)寫到IR。rRDi：讀通用寄存器。rRDi低電平，在T1時(shí)刻，通用寄存器中數(shù)據(jù)輸出到內(nèi)部數(shù)據(jù)總線iDBus上。rRi: 讀通用寄存器。rRi低電平，在T2時(shí)刻，通用寄存器中數(shù)據(jù)輸出到內(nèi)部數(shù)據(jù)總線iDBus上；在T3時(shí)刻，如果rALU信號為高電平，通用寄存器中數(shù)據(jù)也輸出到iDBus上。rALU：允

44、許ALU結(jié)果輸出到iDBus上。rALU低電平，在T3時(shí)刻，ALU的運(yùn)算結(jié)果輸出到iDBus上，這時(shí)rRi、nRD只在T2時(shí)刻有效，T3時(shí)刻讓出iDBus。wRi：寫通用寄存器。wRi低電平，在T3的下降沿，將iDBus上數(shù)據(jù)寫到通用寄存器中。CN_I、S3.S0：控制ALU執(zhí)行何種操作，詳細(xì)請參閱基本運(yùn)算器實(shí)驗(yàn)M_nIOnRDnWR有效期讀I/O(nIO_RD)001T2，T3（rALU=1）寫I/O(nIO _WR)010T2本系統(tǒng)上的指令譯碼規(guī)則：機(jī)器碼IR7.IR0譯碼輸出地址IR_A7.IR_A0微地址范圍IR_A7.IR_A0說明00-7FH00001，IR6.IR408H-0FH

45、80-9FH00110, IR4.IR230H-37HA0-DFH00，IR6.IR2,010H-2FHB8-BFH譯碼為1EHE0-EFH010,IR3.IR0,040H-5FHF0-F3H04H-07H04H-07HF8-FFH00111,IR2.IR038H-3FH指令譯碼電路在IR單元的CPLD中實(shí)現(xiàn)本實(shí)驗(yàn)只使用了微控器產(chǎn)生的部分控制信號；除了ALU、通用寄存器R0、指令寄存器IR、指令譯碼電路外，還要用到IN和OUT單元,由微控器出來的信號M_nIO、nWR和 nRD三個信號控制，所以對這兩個單元的讀寫信號還應(yīng)先經(jīng)過譯碼，其譯碼原理如下圖：讀寫控制邏輯IR單元原理圖R0原理圖 OUT

46、單元原理圖擴(kuò)展區(qū)電路（輔助電路）同時(shí)使用二位數(shù)碼管、8個發(fā)光二極管顯示8位數(shù)據(jù)使用二位數(shù)碼管顯示8位數(shù)據(jù)使用8個發(fā)光二極管最多顯示8位數(shù)據(jù)本實(shí)驗(yàn)安排了四條機(jī)器指令，分別為ADD（0000 0000）、IN（1010 1000）、OUT（1010 1100）和HALT（1111 1111），括號中為各指令的二進(jìn)制代碼，指令格式如下：助記符機(jī)器指令碼說明IN1010 1000IN -> R0ADD0000 0000R0 + R0 -> R0OUT1010 1100R0 -> OUTHALT1111 1111停機(jī)實(shí)驗(yàn)中機(jī)器指令碼由開關(guān)區(qū)的撥動開關(guān)手動給出，其它控制信號由uM單元自動

47、產(chǎn)生，為此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的通路圖如下：數(shù)據(jù)通路圖幾條機(jī)器指令對應(yīng)的參考微程序流程圖如下圖所示。圖中一個矩形方框表示一條微指令，方框中的內(nèi)容為該指令執(zhí)行的微操作，右上角的數(shù)字是該條指令的微地址，右下角的數(shù)字是該條指令的后續(xù)微地址，所有微地址均用16進(jìn)制表示。向下的箭頭指出了下一條要執(zhí)行的指令。取指后譯碼，根據(jù)條件使微程序產(chǎn)生分支。微程序流程圖將全部微程序按微指令格式變成二進(jìn)制微代碼：地址HEX高八位A字段21，19-12位CN_IS3-S0uM_PC7.uM_PC0006F0ED0016F000 111011010000001083B0AF0093B000 101011110000009095D0AF

48、00A5D000 10101111000000A0A7E4AF8007E010 101011110100000147F49C0007F010 100111000000000167D09A0007D000 1001101000000003F7F0AF03F7F000 10101111000003F二進(jìn)制微代碼表三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析四、思考題試解釋控制存儲器號單元中微指令的功能（微指令中有效控制信號的功能）。微程序存放的入口地址若將你學(xué)號的后兩位當(dāng)成十六進(jìn)制數(shù)，并將其作為機(jī)器指令代碼，則根據(jù)本系統(tǒng)的譯碼規(guī)則得到的微地址是什么？學(xué)號后兩位為43，第6-4位為100，所以微地址為0CH實(shí)驗(yàn)六 CPU與簡

49、單模型機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1) 了解并掌握一個基礎(chǔ)的CPU的組成原理(2) 在前幾章介紹的各單元電路的基礎(chǔ)上，構(gòu)造一個簡單模型計(jì)算機(jī)(3) 給簡單模型機(jī)設(shè)計(jì)4條機(jī)器指令，并編寫每條機(jī)器指令的微指令，上機(jī)調(diào)試，掌握整機(jī)概念。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容本節(jié)要實(shí)現(xiàn)一個簡單的CPU，它包含運(yùn)算器（ALU）、通用寄存器（R0）、程序計(jì)數(shù)器（PC）、地址寄存器（MAR）、指令寄存器（IR）、微程序控制器（uM）等部件，如下圖：簡單CPU原理圖在這個CPU的微程序存貯器（uM）中寫入微指令，就可以執(zhí)行機(jī)器指令了。在此CPU的基礎(chǔ)上，配置存貯器（用于存放機(jī)器指令）、基本的輸入輸出設(shè)備，就可以構(gòu)建一個簡單模型計(jì)算機(jī)。本實(shí)

50、驗(yàn)在第三章微程序控制器實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，加上程序計(jì)數(shù)器（PC）、地址寄存器（MAR）、存貯器MEM。PC由帶預(yù)置功能的計(jì)數(shù)器（二片74HC161）、輸出到地址總線三態(tài)門、輸出到內(nèi)部數(shù)據(jù)總線iDBus的三態(tài)門、PC顯示電路組成。按下CON單元的nRst鍵，可以復(fù)位PC；wPC低電平，在T3的下降沿將iDBus上數(shù)據(jù)寫到PC中；PC+1信號高電平，在T3的下降沿，PC+1->PC；rPC有效，在T1、T2時(shí)刻，PC數(shù)據(jù)輸出到iDBus上；nPCOE有效，PC數(shù)據(jù)輸出到地址總線上。程序計(jì)數(shù)器(PC)原理圖地址寄存器(MAR)原理圖本實(shí)驗(yàn)安排了四條機(jī)器指令，分別為ADD（0000 0000）、IN（

51、1010 1000）、OUT（1010 1100）和JMP（1110 0111），括號中為各指令的二進(jìn)制代碼，指令格式如下：助記符機(jī)器指令碼說明IN1010 1000IN -> R0ADD0000 0000R0 + R0 -> R0OUT1010 1100R0 -> OUTJMP addr81110 0111 *addr8->PC無條件跳轉(zhuǎn)指令JMP是雙字節(jié)指令，11100111是指令碼，*是8位二進(jìn)制地址碼。微程序控制器實(shí)驗(yàn)的指令是通過開關(guān)區(qū)的撥動開關(guān)手動給出的，本實(shí)驗(yàn)由CPU通過PC單元提供8位地址、控制總線單元CBus提供存貯器讀寫信號nM_RD、nM_WR，從存

52、貯器MEM單元讀取指令并運(yùn)行。新的數(shù)據(jù)通路圖如下：數(shù)據(jù)通路圖在數(shù)據(jù)通路圖中可以看出，在微程序控制器實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上增加了三個部件：MAR、PC、MEM。在微指令中需要增加相應(yīng)的控制位。微指令字長共 32位，控制位順序如下表：微指令格式位3130292827262524232221信號名iEndwAwBwIRSP_nOErRDirRirALUA字段wPSW位20191817161514131211-8信號名CN_IrPCPC+1nMAROEnPCOEnINTAnWRnRDM_nIOS3.S0位7-0信號名uM_PC7.uM_PC0A字段2322選擇00NOP01wRi10wPC11wMAR其中uM_PC7.uM_PC0為8位后續(xù)微地址，A為譯碼字段，由二個控制位譯碼出多位。wA：寫暫存器A。wA低電平，在T1的下降沿，將iDBus上數(shù)據(jù)寫到暫存器A。wB：寫暫存器B。wB低電平，在T2的下降沿，將iDBus上數(shù)據(jù)寫到暫存器B。wIR