計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告(指令設(shè)計(jì))

1、HI四 * *oz 胡淋淋熙600Z 搽折*44粼最姬卦卦區(qū)輅眥右課程設(shè)計(jì) 題目用戶輸入數(shù)據(jù)的階加驗(yàn)收時(shí)間2012年2月28日收點(diǎn)驗(yàn)地指導(dǎo) 教師小組成員具體分工備注無課題總體設(shè)計(jì)思想概述在TEC-2000教學(xué)計(jì)算機(jī)仿真軟件系統(tǒng)的PC機(jī)上，用已有基本指令，運(yùn)用已 經(jīng)掌握的指令格式、指令操作碼編碼、尋址方式和指令功能等基本內(nèi)容，以及教學(xué) 計(jì)算機(jī)總體組成和各部件的運(yùn)行原理，完成擴(kuò)展新的指令，使新指令能夠在教學(xué)機(jī) 上運(yùn)行。設(shè)計(jì)出新擴(kuò)展指令的微程序段，合理安排到已有基本指令的微程序中。課題設(shè)計(jì)目的和原理實(shí)驗(yàn)?zāi)康模海?）進(jìn)一步熟悉教學(xué)計(jì)算機(jī)指令格式、指令編碼、尋址方式和指令功能；（2）進(jìn)一步熟悉教學(xué)計(jì)算機(jī)

2、的總體組成和各部件的運(yùn)行原理，理解指令的執(zhí) 行過程；（3）通過對指令系統(tǒng)的擴(kuò)展，了解微程序控制器設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的基本過程；（4）思考和討論微程序控制器的特點(diǎn)并與組合邏輯控制器進(jìn)行比較。實(shí)驗(yàn)原理：指令由微控制命令組成，可以通過微地址找到。通過更改下址可以把微程序 串聯(lián)起來。通過封裝組合把一段微程序?qū)懗梢粭l擴(kuò)展的新微指令。實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì):（一）根據(jù)題目內(nèi)容，把題目轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)公式為：N+（N-1） + （N-2）+-+10這個(gè)指令要求的指令之外首先把N的值放入r0寄存器中，結(jié)果也在r0中。(二)實(shí)現(xiàn)N+(NT) + (N-2)+ +1此計(jì)數(shù)公式的匯編程序?yàn)?org 2000hpush r8push r14

3、mvrd r0,X (X為用戶自定義的數(shù))mvrd r8,Xmvrr r14,r5h:dec r8課 題 設(shè) 計(jì)方 案add r0,r8 jrnz h pop r8 pop r14 retend（三）把以上程序封裝在設(shè)置好的擴(kuò)展指令中，擴(kuò)展指令為zxd 00111001 46擴(kuò)展指令的入口地址為38。（四）根據(jù)擴(kuò)展指令，修改好的新ROM地址單元，如下示:|001 11001 51511 啊。叫51 叩5 叩叫叩 00000000 0011000013801000000 00110000 00000100 00010000 11101110 00000000 00000001 39Ci30Sc:

4、c30 0MRW0I20 ,SaI86SbI53 3 口大口 OSSTSSHSCi DC2 DC1 MAPROM (HeiflAddress ROM1 RO M2 ROM3 ROMI ROM5 ROM6 ROM? MPROM4101000001 00110111 |01000011 |00110001 m 叫搦叫如叫血11 血叫如 01000010 00110000 00000100 00010000 00001000 00000000 00000001 414201000011 00110000 5血叫11伽1順訶5 5.5 伽血血5 伽11血叫花 010C0100 00110000 000

5、10111 00111000 00000000 0000C000 00000000 A3 01000101 ：00110000 00010111 00110000 10000000 00000000 00000000 44C1000110 00110000 01000011 00110001 10001000 00010000 00000000 4501000111 00110000 01000100 00110000 11100101 00000000 00000000 iOF01010001 00110100 01000000 00010000 00000000 00000000 0000

6、0000 4701001001 00110000 01000101 00110000 01010101 00000000 00000010 801010000 00110000 01000001 00111000 00001000 00010000 00000000 494Apooboooboooooooo OOOOOOOO OOOOOOOO 00000000 00000000 00000000 m下址 Ci30Scc30 0MRW0I20 SaI86SbI53 B口衣口 OSSTSSHSCi DC. DC1 HAPEOM (Hex)課題設(shè)計(jì)方案010001011 口口叫叫口叫1叩河11叫叫5

7、叫中碩叩0000000叫印0101001 00011 0111 01000011001000000W0010000000001001 1000CJ51:520101001 10011 0000 .0001 01 11001100001 0000000000000000000000052膏:.010101000011 0111 D1000011001000000W0010000000001001 10000S30011 0000 0011 0000 0001 01 11 00110000 1 11 00000 00000000 00000000 M,.下址Ci.30Scc3b OMRWOI20

8、SaI86SbI53 E口大口OSTSSHSCi DC2 DC1 MAFEOM （Hsx）riHeci i ，-（五）生成新的ROM文件，并保存。（六）微址、下址以及功能說明表：微址下址功能說明3839SP-1-SP,AR將r8寄存器的值入棧3940SRMEM4041SP-1-SP,AR將r14寄存器的值入棧4142SRMEM4243MVRD DR DATA4344給r0賦值4445給r8賦值4546使r8的值減一，以實(shí)現(xiàn)控制循環(huán)的次數(shù)4647將PC即r5 （程序計(jì)數(shù)器）的值存入r144751跳轉(zhuǎn)指令 如果r8的值0則順序向下執(zhí)行，否則跳轉(zhuǎn)至514849跳轉(zhuǎn)指令 如果r8的值0則順序向下執(zhí)行4

9、950ADD DR,SR 加運(yùn)算，r0+r8r05045還原PC即r5寄存器的值（即把r14的值給r5）5152POP DR出棧還原r8寄存器的值52535354POP DR出棧 還原r14寄存器的值5430課 題 測 試 方 案測試方案：（一）、導(dǎo)入準(zhǔn)備好的MAPROM、ROM1ROM7共8個(gè)二進(jìn)制ROM文件后，裝 入設(shè)計(jì)的微程序方案。（二）、導(dǎo)入如下匯編文件：org 2000hmvrd r8,8hmvrd r14,8hzxd r0,5hretend（三）、在仿真軟件的菜單欄一選項(xiàng)一參數(shù)設(shè)置中輸入擴(kuò)展指令的文件 名地址：zhang.asm（四）、點(diǎn)擊界面左上方的“交叉匯編”，進(jìn)行交叉匯編得到

10、：07D0:mvrd r8, 8h07D2:mvrd r14, 8h07D4:zxd r0, 5h07D6:ret（五）、點(diǎn)擊Reset加電啟動，準(zhǔn)備執(zhí)行導(dǎo)入的程序（六）、進(jìn)行單步執(zhí)行，每次執(zhí)行一條微指令，觀察當(dāng)前微地址項(xiàng)和各 寄存器中值的變化以及標(biāo)志位、指令等的情況并記錄下來;也可點(diǎn)擊“連 續(xù)執(zhí)行”直接得到結(jié)果。查看教據(jù)當(dāng)前徵指令地址-查詢內(nèi)存情況MEM網(wǎng)_J阿-寄存器Cyc |o：即網(wǎng)F=口阡 1 |o：R1阿.。雁 |o: v i：S i：RS阿R6網(wǎng)O指令一也取1100011110&000&00ARfHex) |0?D&R7網(wǎng)R8網(wǎng)8EM 網(wǎng)3 ；SP (E4)115 H pc 叫 |

11、UOOO07D7R9 |OOW:SPJ (Rt2)GOODRlCl|睫師Ell 網(wǎng)0PC1 (RG；UOOO-ALUtg 關(guān)(Hex)：in 0CO Y 300F錯 誤 及 結(jié) 果 分 析課題設(shè)計(jì)心得條件結(jié)果理論值實(shí)測值R0=0005h000Fh000FhR8=0008h0008h0008hR14=0008h0008h0008h實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析:實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全正確，符合預(yù)期效果。實(shí)驗(yàn)過程中遇到的錯誤以及解決方案：跳轉(zhuǎn)指令修改之后，循環(huán)執(zhí)行完成后不能正確執(zhí)行下一條指令，程序陷入死循環(huán)。 解決方案：上一條有效的譯碼指令執(zhí)行之后就保存PC的值（即先把PC的值保存在 r14寄存器中），在下一條指令執(zhí)行之前提

12、取PC的值（即把原先保存的值，r14的 值再還原給PC）。在做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，首先接觸的是這個(gè)仿真軟件，經(jīng)過身邊同學(xué)的演 示和講解，就基本明白了這個(gè)仿真平臺是如何使用的。在進(jìn)行自己的設(shè)計(jì)的時(shí)候，開始十分茫然，不知如后下手，從那下 手，通過觀察，別的同學(xué)做的過程，自己也就漸漸明白該如何做了。在 設(shè)計(jì)自己的實(shí)驗(yàn)指令的時(shí)候遇到了許許多多的小問題，通過與同學(xué)探討， 逐漸就明白了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的所需的真正內(nèi)容了，因此自己的課程設(shè)計(jì)就變 得很明了，做起來就順于許多。通過此次實(shí)驗(yàn)，加深了我對各種指令的認(rèn)識，了解了指令系統(tǒng)的擴(kuò) 展操作，以及微程序控制器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的基本過程，豐富了我的知識。 通過實(shí)驗(yàn)，我有加深了對計(jì)算機(jī)

13、組成原理知識的理解，加強(qiáng)了對這些知 識的應(yīng)用。但是也遇到了很多的問題，在發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的過程中, 我得到了知識的拓展與提高。雖然本次課程設(shè)計(jì)自己做的東西不算是很 復(fù)雜，但是這是我努力認(rèn)真學(xué)習(xí)后完成的成果，自己收獲很多。計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)量化評分標(biāo)準(zhǔn)（計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)類）學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：年級和專業(yè)：指標(biāo)最高分評分要素評分方案設(shè)計(jì)20課題明確；總體功能描述及總體電路框圖清 楚；課題分工明確，分功能概述及電路接線圖 清晰；測試方案合理可行，理論結(jié)果正確。調(diào)試20平臺使用熟練；電路信號控制正確；測試數(shù)據(jù) 設(shè)置得當(dāng)；仿真熟練，結(jié)果完整。驗(yàn)收20經(jīng)過自行調(diào)試之后，確認(rèn)一切準(zhǔn)備就續(xù)即可請 求老師給予驗(yàn)收。一次驗(yàn)收通過最高可給20 分，兩次驗(yàn)收方能通過則最高只能給10分， 依次減少。正式報(bào)告20報(bào)告規(guī)范整潔，內(nèi)容完整；課題設(shè)計(jì)原理及過 程描述清楚；電路總體框圖、電路邏輯接線圖、 各類測試表