《計算機(jī)系統(tǒng)綜合設(shè)計》計算機(jī)系統(tǒng)課程設(shè)計me

1、計算機(jī)系統(tǒng)綜合設(shè)計計算機(jī)系統(tǒng)課程設(shè)計me計算機(jī)系統(tǒng)綜合設(shè)計計算機(jī)系統(tǒng)課程設(shè)計me10.2 微程序設(shè)計一、微程序設(shè)計思想的產(chǎn)生利用軟件方法（微程序設(shè)計技術(shù)）來設(shè)計硬件 微程序控制的基本思想: 把操作控制信號編成所謂的“微指令”， 存放到存儲器里（控制存儲器CM） (ROM，RAM？) 當(dāng)機(jī)器運(yùn)行時，一條又一條地讀出這些微指令， 從而產(chǎn)生全機(jī)所需要的各種操作控制信號10.2 微程序設(shè)計一、微程序設(shè)計思想的產(chǎn)生利用軟件方法10.2 微程序設(shè)計一、微程序設(shè)計思想的產(chǎn)生 完成一條機(jī)器指令微操作命令 1微操作命令 2微操作命令 n微指令 110100000微指令 n微程序00010010存儲邏輯一條機(jī)器指

2、令對應(yīng)一個微程序存入 ROM10.2 微程序設(shè)計一、微程序設(shè)計思想的產(chǎn)生 機(jī)器指令與微指令 程序機(jī)器指令1機(jī)器指令2機(jī)器指令i機(jī)器指令n.微指令2微指令1微指令i微指令n.微程序機(jī)器指令與微指令 程序機(jī)器指令1機(jī)器指令2機(jī)器指令i機(jī)器指令微程序控制器中，機(jī)器指令與微指令的關(guān)系是_。 A每一段機(jī)器指令組成的程序由一條微指令來執(zhí)行 B每一條機(jī)器指令由一段微指令組成的微程序解釋執(zhí)行 C每一條機(jī)器指令由一條微指令來執(zhí)行 D每一條微指令由若干條機(jī)器指令解釋執(zhí)行微程序控制器中，機(jī)器指令與微指令的關(guān)系是_。主要內(nèi)容一、本次設(shè)計要達(dá)到的目的1：理解指令到底怎么指揮計算機(jī)運(yùn)行2：指令和微程序的關(guān)系二、原理1：實

3、驗臺相應(yīng)模塊原理2：PLD板三、本次設(shè)計主要工作1：簡單計算機(jī)的構(gòu)造調(diào)試2：課程設(shè)計報告主要內(nèi)容一、本次設(shè)計要達(dá)到的目的本次設(shè)計主要工作簡易計算機(jī)的設(shè)計本次設(shè)計主要工作簡易計算機(jī)的設(shè)計使用FD-CES實驗儀主要模塊：運(yùn)算器、寄存器、指令部件、內(nèi)存、總線緩沖、微程序控制、啟停和時序模塊。完成以下指令的設(shè)計MOV R1,#20HLDA 30HADD A,R1STA 40H HALT 使用FD-CES實驗儀(1)存儲器系統(tǒng)包括內(nèi)存，控存和外存。 其中：內(nèi)存1K字節(jié)SRAM 控存1K24bit SRAM 外存1K字節(jié)EEPROM 通過實驗儀控制臺，可對內(nèi)存，控存和外存進(jìn)行讀寫或轉(zhuǎn)存。 地址地址(1)存

4、儲器系統(tǒng)包括內(nèi)存，控存和外存。地址地址 (2)CPU八位。 運(yùn)算器：多累加器結(jié)構(gòu)或單累加器多通用寄存器結(jié)構(gòu)。 控制器：微操作控制信號發(fā)生器采用軟(微程序)硬(TTL/PLD)結(jié)合的方法實現(xiàn)。計算機(jī)系統(tǒng)綜合設(shè)計計算機(jī)系統(tǒng)課程設(shè)計me (3)指令系統(tǒng) 自己設(shè)計。指令長度：單字節(jié)或雙字節(jié)。操作數(shù)尋址方式：直接地址尋址；立即數(shù)尋址；寄存器直接尋址；寄存器間接尋址： *PC相對尋址；*間接地址尋址；*寄存器變址尋址。 計算機(jī)系統(tǒng)綜合設(shè)計計算機(jī)系統(tǒng)課程設(shè)計me功能模塊 運(yùn)算器模塊 寄存器堆模塊 指令部件模塊 內(nèi)存模塊 總線緩沖模塊 微程序控制模塊 啟停和時序模塊 控制臺控制模塊 功能模塊 運(yùn)算器模塊 運(yùn)算

5、器模塊累加器暫存器累加器緩沖器暫存器累加器判零電路進(jìn)位發(fā)生線路運(yùn)算器模塊累加器暫存器累加器緩沖器暫存器累加器判零電路進(jìn)位發(fā)寄存器堆模塊寄存器堆模塊指令部件模塊如：直接地址尋址 ll位操作數(shù)地址由指令第一字節(jié) 低3位和第二字節(jié)8位直接給出。 LDA addr；(addr) A STA addr； (A) addr操作碼a100a9a8a7a6a5a4a3a2a1a0第一字節(jié)第二字節(jié)11位操作數(shù)地址指令部件模塊如：直接地址尋址操作碼a100a9a8內(nèi)存模塊內(nèi)存模塊總線緩沖模塊總線緩沖模塊微程序控制模塊 000H 000H 00876AH 00876AH微程序控制模塊 000H 000H 00876

6、A啟停和時序模塊啟停和時序模塊PLD實驗板 PLD實驗板 ABEL程序第一部分：IAB10 PIN 45; IAB9PIN 44;IAB8PIN43;IAB7 PIN 42;第二部分*I-PC* CL = !(M14 & CLK); PINC = M6; GI = M7; OI = M15; PCO = !M6; LP = (!M9) & ( !I4 & !I3 & ZD # !I4 & I3 & CY # I4 & !I3 & A0 # I4 & I3);ABEL程序第一部分：整個系統(tǒng)連接PLD板運(yùn)算器模塊寄存器堆模塊總線緩沖模塊指令部件模塊內(nèi)存模塊總線緩沖模塊微程序控制模塊啟停和時序模塊整

7、個系統(tǒng)連接PLD板運(yùn)算器模塊寄存器堆模塊總線緩沖模塊指令部簡易計算機(jī)的設(shè)計確定設(shè)計總要求 設(shè)計整機(jī)邏輯框圖 設(shè)計指令系統(tǒng) 設(shè)計指令執(zhí)行流程 確定微操作控制信號及其實現(xiàn)方法 設(shè)計微指令格式 確定微程序控制方式 編寫各指令的微程序 設(shè)計實驗接線表 （修改部分ABEL程序）編寫調(diào)試程序 簡易計算機(jī)的設(shè)計確定設(shè)計總要求 1、確定設(shè)計總要求 (1)運(yùn)算器： 采用單累加器多寄存器結(jié)構(gòu)(開關(guān)KA、KB、KC、KR分別置左、右、右、左)。 (2)指令系統(tǒng)： 小于等于8條指令，無外設(shè)。 (3)內(nèi)存尋址方式： 據(jù)具體情況自行完善 (4)微程序設(shè)計微操作信號發(fā)生器。 1、確定設(shè)計總要求 (1)運(yùn)算器：設(shè)計整機(jī)邏輯框

8、圖單累加器多寄存器多累加器多寄存器設(shè)計整機(jī)邏輯框圖單累加器多寄存器II3、設(shè)計指令系統(tǒng)1:指令操作數(shù)尋址方式及其編碼2：設(shè)計指令執(zhí)行流程 3、設(shè)計指令系統(tǒng)1:指令操作數(shù)尋址方式及其編碼 1直接地址尋址 ll位操作數(shù)地址由指令第一字節(jié) 低3位和第二字節(jié)8位直接給出。 例：LDA addr；(addr) A STA addr； (A) addr操作碼a100a9a8a7a6a5a4a3a2a1a0第一字節(jié)第二字節(jié)11位操作數(shù)地址2：指令操作數(shù)尋址方式及其編碼LDA 30H10000 00000 110000STA 40H10100 00001 000000 1直接地址尋址操作碼a100a9a8a7

9、a6a2寄存器直接尋址指令(第一)字節(jié)含寄存器選擇碼，決定選哪個寄存器并對其操作。例：單字節(jié)指令A(yù)DD A，Ri；(Ri) AADD A,R1000000 012寄存器直接尋址ADD A,R1000000 013立即數(shù)尋址MOV R1,#20H指令第二字節(jié)8位為立即可操作的數(shù)據(jù)。例：MOV A，#data； dataA操作碼及Ri選擇碼d7d6d5d4d3d2d1d0第一字節(jié)第二字節(jié)8位立即數(shù)data MOV Ri，#data；dataRi 010001 01 001000003立即數(shù)尋址MOV R1,#20H指令第二字節(jié)8位為立即可2：設(shè)計指令執(zhí)行流程 123452：設(shè)計指令執(zhí)行流程 123

10、45確定微操作控制信號及其實現(xiàn)方法確定微操作控制信號及其實現(xiàn)方法設(shè)計微指令格式 采用全水平不編碼純控制場的微指令格式。I12345設(shè)計微指令格式 采用全水平不編碼純控制場的微指令格式。I12計算機(jī)系統(tǒng)綜合設(shè)計計算機(jī)系統(tǒng)課程設(shè)計me確定微程序控制方式1：設(shè)計各微程序入口地址的形成方法2：設(shè)計控存的順序控制(即下地址形成)方法。確定微程序控制方式1：設(shè)計各微程序入口地址的形成方法 MDl0MD6 MD5 MD4 MD3 MD2 MDlMDO 接地 I7 I6 I5 I2 5V00876A9BAEBC00876A控存地址 MDl0MD6 MD5 MD4整個系統(tǒng)連接PLD板運(yùn)算器模塊寄存器堆模塊總線緩

11、沖模塊指令部件模塊內(nèi)存模塊總線緩沖模塊微程序控制模塊啟停和時序模塊整個系統(tǒng)連接PLD板運(yùn)算器模塊寄存器堆模塊總線緩沖模塊指令部ABEL程序第一部分：IAB10 PIN 45; IAB9PIN 44;IAB8PIN43;IAB7 PIN 42;第二部分*I-PC* CL = !(M14 & CLK); PINC = M6; GI = M7; OI = M15; PCO = !M6; LP = (!M9) & ( !I4 & !I3 & ZD # !I4 & I3 & CY # I4 & !I3 & A0 # I4 & I3);ABEL程序第一部分：設(shè)計實驗接線表 設(shè)計實驗接線表 編寫調(diào)試程序源程

12、序的編寫調(diào)試指令對應(yīng)微程序已經(jīng)存在，而且在指定位置MOV A 80H ; 60 80STA 55H ; A0 55HALT ; FF MDl0MD6 MD5 MD4 MD3 MD2 MDlMDO 接地 I7 I6 I5 I2 5V01B:038FFA01C:00876A02B:00CFFA02C:080EB602D:00876A03F:008F9E02D:00876A編寫調(diào)試程序源程序的編寫調(diào)試指令對應(yīng)微程序已經(jīng)存在，而且在指MOV A,#20HMOV R0,30HADD A,R0STA 40HHALT6020643000A040FFMOV A,#20H602000876A038FFA0087

13、6A008FFB00876A008FFB00876AMOV A,#DATAMOV R0,#DATAADD A,R0STA ADDR00CFFA080EB600876AHALT008F9E00876A控制存儲器地址？02B02C02F03003403502B02C02D03F04000876A038FFA00876A008FFB00876A確定設(shè)計目標(biāo)確定整機(jī)邏輯確定指令系統(tǒng)指令流程編寫調(diào)試程序編寫應(yīng)用程序確定各位操作控制信號實現(xiàn)方案確定微指令格式編寫微程序熟悉實驗儀輸入微程序到控存（用FD-CES鍵盤）熟悉PLD實驗板編輯ABL源程序(生成*.ABL文件)編譯ABL源程序(生成*.JED文件)

14、 下載*.JED文件到PLD(ISP2096)輸入程序到內(nèi)存（用FD-CES鍵盤） 單拍/連續(xù)運(yùn)行程序（用FD-CES鍵盤）圖3-2 實驗計算機(jī)研制流程確定設(shè)計目標(biāo)確定整機(jī)邏輯確定指令系統(tǒng)指令流程編整個系統(tǒng)連接PLD板運(yùn)算器模塊寄存器堆模塊總線緩沖模塊指令部件模塊內(nèi)存模塊總線緩沖模塊微程序控制模塊啟停和時序模塊整個系統(tǒng)連接PLD板運(yùn)算器模塊寄存器堆模塊總線緩沖模塊指令部ABEL程序第一部分：IAB10 PIN 45; IAB9PIN 44;IAB8PIN43;IAB7 PIN 42;第二部分*I-PC* CL = !(M14 & CLK); PINC = M6; GI = M7; OI = M15; PCO = !M6; LP = (!M9) & ( !I4 & !I3 & ZD #