張揚計算機組成原理指令擴展實驗

華北科技學院計算機學院綜合性實驗實驗報告課程名稱 計算機組成原理 B實驗學期 2015 至 2016 學年 第 二 學期學生所在院部 計算機學院年級 2014 專業(yè)班級 軟件B14-2學生姓名 張揚 學號 201407044210任課教師 席振元實驗成績計算機學院制華北科技學院計算機學院設計性實驗報告《計算機組成原理 B》課程設計性實驗報告開課實驗室：計算機組成原理實驗室 2016 年6月14 日實驗題目 指令擴展實驗一、實驗目的深入了解教學計算機微程序控制器的組成和設計技術， 包括Am2910器件的功能與具體用法，教學計算機的總體組成和部件之間的連接方法，總之應該深入理解控制器部件的組成、設計、控制與使用等諸項知識。二、設備與環(huán)境TEC-XP+教學機，微機(裝有WindowsXP、ISPLEVER、ispVMSystem等軟件)。三、實驗內容在現(xiàn)有的基本指令系統(tǒng)上，擴展 2條指令：ADTW、ADRM。四、實驗步驟1、兩條指令的格式及功能寫明2條指令的格式、功能、尋址方式、操作碼編碼、微程序步數(shù)、微程序入口地址。指令格式：ADTWDR功能：DR+2->DR(DR內的值自加2)尋址方式：寄存器尋址操作碼編碼：10100001（A1）微程序步數(shù)：2微程序入口地址：81指令格式：ADRMDR，[SR]功能：DR+[SR]->DR尋址方式：DR為寄存器尋址、[SR]為寄存器間接尋址操作碼編碼：11100011（E3）微程序步數(shù)：3微程序入口地址：832、指令所對應的微程序第1頁華北科技學院計算機學院設計性實驗報告每條指令對應的微程序、每步功能及各自段值得意義指令ADTWDR對應的微程序為：入口下址CI-0MARI8-6B口SSTDC2地址SCC3-0I2-0I5-3A口SSHSCIDC18100E04，33，08，01,10,08230304，33，08，01,10,0指令ADTWDR，[SR]對應的微程序為：入口下址CI-0MARI8-6B口SSTDC2地址SCC3-0I2-0I5-3A口SSHSCIDC18300E04,41,00,80,03,08400E04,30,08,00,00,08530301,63,08,00,00,0微程序各字段的含義如下：入口地址：指令的微程序入口地址；下址：微程序執(zhí)行完后下一條微程序的地址；00表示需要進行地址轉移邏輯，30表示微程序結束。CI3-0：判別測試字段，其主要編碼及功能如表 1。SCC3-0：地址轉移邏輯字符，僅當 CI3-0為0011時有效。MRW：控制對內存和 I/O接口的讀寫，其主要功能如下：000，寫內存；001讀內存；010寫串口；011讀串口；1XX無內存和串口的讀寫操作。I2-0：控制數(shù)據(jù)來源，其編碼及功能見表 3。第2頁華北科技學院計算機學院設計性實驗報告I8-6：控制對運算結果的處理，其編碼及功能見表 3。I5-3：運算功能的選擇，其編碼及功能見表 3。表3Am2901的9位控制碼編碼及功能SST：對CZVS的控制。SSHSCI：設置進位輸入。B口：1000表示IR的DR字段，0000表示不用B口。A口：1000表示IR的SR字段，0000表示不用A口。DC2：專用寄存器接收控制，其主要編碼及功能見表 4-1。DC1：送內部總線的數(shù)據(jù)，其主要編碼及功能見表 4-2。表4-1專用寄存器接受控制表4-2內部總線數(shù)據(jù)來源選擇控制DC2編碼譯碼操操作說明DC2編碼譯碼操操作說明作作000NC不操作000/SWTOIB送開關內容到內部總線001/GIR指令寄存器接受001/RTOIB送ALU輸出到內部總線010/16位機不用010/ETOIB送IR地位字節(jié)內容到內部總線011/GAR地址寄存器接受011/FTOIB送程序狀態(tài)字到內部總線100/INTR恢復原中斷優(yōu)先級100/16位機不用101/INTN接受新中斷優(yōu)先級101/16位機不用110/E1用于開中斷指令110/INTV送中斷向量到內部總線111/D1用于關中斷指令111NC不操作3、ABEL語言源程序編輯以及 JED文件生成m256c.abl源程序修改過程（10步）以及生成JED文件的整個操作過程。ADTW = (IR==[1,0,1,0,0,0,0,1]);// （1）指令OP定義:A1ADRM = (IR==[1,1,1,0,0,0,1,1]);// （1）指令OP定義:E3MA81 = (Y==[1,0,0,0,0,0,0,1]);// （2）微指令地址定義:81,82第3頁華北科技學院計算機學院設計性實驗報告MA82 = (Y==[1,0,0,0,0,0,1,0]);MA83 = (Y==[1,0,0,0,0,0,1,1]);// （2）微指令地址定義:83,84,85MA84 = (Y==[1,0,0,0,0,1,0,0]);MA85 = (Y==[1,0,0,0,0,1,0,1]);（3）入口地址定義:81（10000001）（3）入口地址定義:83（10000011）D0 =!C_M&(!_MAP&(ADRM#ADTW#SUB#OR#CMP#MVRR#DEC#SHR#JR#PSHF#PUSH#POP#POP#STRR#LDRR#LDPC#MVRD#CALA#RET#IRET#DI#ASR#RCR#STC#LDRA#LDRX#STRA#STRX#SBB#JRS#JRNS)#NXTADDR0&!_PL)&!Bit8;D1 =!C_M&(!_MAP&(ADRM#AND#OR#TEST#MVRR#SHL#SHR#IN_#OUT#POP#POPF#LDRR#LD#JMPA#CALA#RET#IRET#NOT#ASR#CLC#STC#JMPR#LDRA#STRA)#NXTADDR1&!_PL)&!Bit8;D7=!C_M&(!_MAP&(ADTW#ADRM)#NXTADDR7&!_PL)&!Bit8;下址定義MA81:00，MA82:30(00110000)NXTADDR5:=!C_M&(MA04#MA05#MA06#MA07#MA08#MA09#MA0A#MA0B#MA0C#MA0D#MA0E#MA0F#MA10#MA11#MA13#MA14#MA16#MA18#MA1A#MA1C#MA1E#MA22#MA24#M#MA3F#MA50#MA51#MA52#MA53#MA54#MA55#MA56#MA57#MA58#MA59#MA5A#M#MA66#MA68#MA69#MA6A82#MA85)&!Bit8;NXTADDR4:=!C_M&(MA04#MA05#MA06#MA07#MA08#MA09#MA0A#MA0B#MA0C#MA0D#MA0E#MA0F#MA10#MA11#MA12#MA13#MA14#MA15#MA16#MA17#MA18#MA1A#MA1C#MA1D#MA22#MA24#MA30#MA3F#MA50#MA51#MA52#MA53#MA54#MA55#MA56#MA57#MA58#MA59#MA5A#MA5C#MA5E#MA60#MA63#MA66#MA69#MA6A#MA82#MA85)&!Bit8;(5) 差別測試字段定義 MA81:E0(11100000)，MA82:30(00110000)CI3:=!C_M&(MA00#MA01#MA02#MA19#MA1B#MA89#MA1F#MA20#MA21#MA23#MA3A#MA3B#M#MA3D#MA3E#MA5B#MA5D#MA5F#MA61#MA62#MA64#MA65#MA67#MA89#MA81#MA83#MA84)&NRST&!Bit8;CI2:=!C_M&(MA00#MA01#MA02#MA19#MA1B#MA89#MA1F#MA20#MA21#MA23#MA3A#MA3B#MA3C#MA3D#MA3E#MA5B#MA5D#MA5F#MA61#MA62#MA64#MA65#MA67#MA81#MA83#MA84)&NRST&!Bit8;CI1:=!C_M&1&1&NRST&!Bit8;CI0 :=!C_M&(MA04#MA05#MA06#MA07#MA08#MA09#MA0A#MA0B#MA0C#MA0D#MA0E#MA0F#MA10#MA11#MA12#MA13#MA14#MA15#MA16#MA17#MA18#MA1A#MA1C#MA#MA1E#MA22#MA24#MA30#MA31#MA3F#MA50#MA51#MA52#MA53#MA54#MA55#MA56#MA57#MA58#MA59#MA5A#MA5C#MA5E#MA60#MA63#MA66#MA68#MA69#MA6A#MA82#MA85)&NRST&!Bit8;(6)MVR定義，MA81：4，MA82：4(100)!_MIO00:=!(MA00#MA01#MA03#MA04#MA05#MA06#MA07#MA08#MA09#MA0A#MA0B#MA0C#MA0D#MA0E#MA0F#MA10#MA11#MA12#MA15#MA17#MA19#MA1B#MA89#MA1D#MA1E#MA1F#MA21#MA23#MA30#MA31#MA3A#MA3B#MA3D#MA3F#MA50#MA51#MA5#MA53#MA54#MA55#MA56#MA57#MA58#MA59#MA5A#MA5B#MA5D#MA5F#MA61#MA64#MA66#MA67#MA69#MA6A#MA81#MA82#MA83#MA84);_WE00:=(MA02#MA14#MA18#MA1C#MA20#MA24#MA5C#MA5E#MA60#MA62#MA68#MA85);第4頁華北科技學院計算機學院設計性實驗報告(7)I2-0 定義，MA81：3，MA82：3(011)I200:=(MA0B#MA11#MA12#MA14#MA1A#MA1B#MA89#MA1C#MA20#MA24#MA30#MA3C#MA3F##MA5C#MA5E#MA60#MA62#MA65#MA66#MA6A#MA83#MA85);I100:=(MA01#MA0C#MA0D#MA0E#MA0F#MA12#MA13#MA14#MA15#MA17#MA19#MA1C#MA1D#MA1E#MA1F#MA20#MA21#MA22#MA23#MA24#MA30#MA31#MA3B#MA3D#MA3E#MA3F#MA52#MA53#MA54#MA55#MA5B#MA5C#MA5D#MA5F#MA60#MA61#MA63#MA64#MA67 #MA81#MA82#MA84#MA85);!I000:=!(MA00#MA01#MA04#MA05#MA06#MA07#MA08#MA09#MA0A#MA0C#MA0D#MA0E#MA0F#MA11#MA12#MA13#MA14#MA15#MA17#MA19#MA1C#MA1D#MA1E#MA1F#MA20#MA21#MA23#MA24#MA30#MA31#MA3B#MA3D#MA3F#MA50#MA51#MA52#MA53#MA54#MA55#MA5B#MA5C#MA5D#MA5E#MA5F#MA60#MA61#MA62#MA63#MA64#MA67#MA6A #MA81#MA82#MA84);(7)I8-6 定義，MA81：3，MA82：3I700:=(MA00#MA01#MA04#MA05#MA06#MA07#MA08#MA0B#MA0C#MA0D#MA0E#MA11#MA14#M#MA17#MA1C#MA1D#MA1E#MA1F#MA21#MA22#MA23#MA24#MA31#MA3B#MA3D#MA3F#MA50#MA51#MA52#MA54#MA5A#MA5B#MA5D#MA5F#MA61#MA64#MA66#MA67#MA6A#MA81#MA82#MA85);!I600:=!(MA00#MA02#MA03#MA04#MA05#MA06#MA07#MA08#MA09#MA0A#MA0B#MA0C#MA0D#MA0E#MA0F#MA10#MA11#MA12#MA13#MA14#MA15#MA16#MA18#MA19#MA1A#MA89#MA1C#MA21#MA24#MA3A#MA3B#MA3C#MA3D#MA3E#MA3F#MA50#MA51#MA52#MA53#MA54#MA55#MA56#MA57#MA58#MA59#MA5A#MA5C#MA5E#MA60#MA62#MA#MA64#MA65#MA66#MA68#MA69#MA6A#MA81#MA82#MA83#MA85);I5-3定義，MA81：0，MA82：0無B口A口定義，MA81：8，0；MA82：8，0B30 =(MA04#MA05#MA06#MA07#MA08#MA09#MA0A#MA0B#MA0C#MA0D#MA0E#MA0F#MA19#MA1C#MA50#MA51#MA52#MA53#MA54#MA55#MA63#MA81#MA82#MA84#MA85);A30 =(MA04#MA05#MA06#MA07#MA08#MA09#MA0A#MA0B#MA1A#MA1B#MA89#MA50#MA51#MA5A#MA5E#MA62#MA66#MA83);(9)SSTSSHSCI定義，MA81：1,1;MA82：1,1(001,001)SST000:=(MA04#MA05#MA06#MA07#MA08#MA09#MA0A#MA0C#MA0D#MA0F#MA50#MA51#MA52#MA53#MA55#MA56 #MA81#MA82);SCI000:=(MA00#MA01#MA05#MA09#MA0C#MA17#MA1D#MA1E#MA1F#MA23#MA31#MA53#MA54#MA55#MA5B#MA5D#MA5F#MA61#MA67#MA81#MA82);(10)DC2DC1定義，MA81：0,0;MA82：0,0DC2_100:=(MA00#MA01#MA12#MA15#MA17#MA19#MA1B#MA89#MA1D#MA1E#MA1F#MA21#MA2#MA31#MA3A#MA3B#MA3D#MA58#MA59#MA5B#MA5C#MA5D#MA5E#MA5F#MA60#MA61#MA62#MA64#MA67 #MA83);DC2_000:=(MA00#MA01#MA02#MA12#MA15#MA17#MA19#MA1B#MA89#MA1D#MA1E#MA1F#MA2第5頁華北科技學院計算機學院設計性實驗報告#MA23#MA31#MA3A#MA3B#MA3C#MA3D#MA59#MA5B#MA5C#MA5D#MA5E#MA5F#MA60#MA61#MA62#MA64#MA67#MA83);按照如上代碼對源代碼進行修改后，利用 JED編譯軟件生成.jed 文件具體操作步驟①雙擊lc4256.syn，啟動ispLEVER②雙擊.abl 文件③雙擊CompileLogic 進行編譯④雙擊JEDECFile,生成.jed 文件4、MACH編程將JED文件下載到MACH器件的過程.啟動LatticeSemiconductor 公司IspVMSystem軟件，彈出主界面：（1）連接好教學計算機上在線 MACH編程電纜，打開教學計算機的電源。（2）通過主界面的SCAN按鈕找到在線編程器件。（3）雙擊軟件找到的設備 LC42