計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告及代碼之復(fù)雜模型機(jī)設(shè)計(jì)

計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告及代碼之復(fù)雜模型機(jī)設(shè)計(jì)翔王兆宇5一、課程設(shè)計(jì)概述課程設(shè)計(jì)的教學(xué)目的本課程設(shè)計(jì)的教學(xué)目的是在掌握計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成及內(nèi)部工作機(jī)制、理解計(jì)算機(jī)各功能部件工作原理的基礎(chǔ)上，深入掌握數(shù)據(jù)信息流和控制信息流的方法，進(jìn)一步加深對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)各模塊間相互關(guān)系的認(rèn)識(shí)和整機(jī)的概念，培養(yǎng)開發(fā)和調(diào)試計(jì)算機(jī)的技能。在設(shè)計(jì)實(shí)踐中提高應(yīng)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)分析問題和解決問題的能力。課程設(shè)計(jì)任務(wù)和基本要求2.設(shè)計(jì)給定機(jī)器指令系統(tǒng)以及微程序流程圖，按微指令格式寫出微程序的微指令代3.連接邏輯電路，完成啟動(dòng)、測(cè)試、編程、校驗(yàn)和運(yùn)行，并觀測(cè)運(yùn)行過程和結(jié)果。的數(shù)據(jù)通路。7.按指定應(yīng)用項(xiàng)目進(jìn)行匯編指令格式及功能設(shè)計(jì)，并設(shè)計(jì)相應(yīng)的機(jī)器指令代碼，按照設(shè)計(jì)原理從內(nèi)存中取出一條機(jī)器指令到指令執(zhí)行結(jié)束的一個(gè)指令周期全部由微指令的列設(shè)計(jì)原理機(jī)器指令格式：$PXXXX機(jī)器指令標(biāo)志、十六進(jìn)制地址、機(jī)器指令代碼微指令格式：$MXXXXXXXX微指令標(biāo)志、十六進(jìn)制地址、微指令代碼微指令代碼格式23232221201918-1514-1211-98-65-0M23CNWRRDIOMS3-S0ABCM5-M00進(jìn)位讀寫ALU下一個(gè)地址WR、RD代表向MEM單元寫和讀IOM代表向IN或OUT單元讀寫A址M5-M0代表下一個(gè)微指令的地址(一共6位，所以最大值為3F)WR、RD、IOM的功能000010011100101運(yùn)算類型邏輯運(yùn)算000110XXX1100XX移位運(yùn)算01X循環(huán)移位10011101算數(shù)運(yùn)算XXXXXXXXF=A-BF=A-1ABC及功能ALU寫入總線RS寫入總線RD寫入總線RI寫入總線P(1)P(2)P(3)字段A字段B字段源操作數(shù)C字段P測(cè)試010101010101i00E=D直接尋址01E=(D)間接尋址10E=(R2)+DR2變址尋址11E=(PC)+D相對(duì)尋址1111R3格式確定之后，下一步就是確定后續(xù)微指令址通常的方法是先確定微程序分支處的微地址，因?yàn)槲⒊绦蚍种幮枰M(jìn)行判斷測(cè)試，這些微地址確定以后，就可以在一個(gè)“微地址表”中將分支微地址填入相應(yīng)的分支微地址單元，避免以后的設(shè)計(jì)中因重復(fù)使用而造成錯(cuò)誤，對(duì)于其他位置按照數(shù)據(jù)通路可畫出機(jī)器指令的微程序流P，本出現(xiàn)了3路分支，占用3個(gè)固定的微地址單元，當(dāng)分支地址單元固定后，其余每條微微程序流程圖 sio按微指令格式轉(zhuǎn)化得到的“二進(jìn)制微代碼表”。下圖為表4：16進(jìn)制表示高五位S3S0-ABC地址00000001000000000000000000000001NOP01006D43000000000000011PC->AR,PC加10203107070000100000000001110000MEM->IR,P<1>04002405000000000010001000000101RS->B0504B20100000100101100100000000106002407000000000010001000000111RS->B0701320100000001001100100000000108106009000100000000000001000MEM->AR0910010000MEM>AR34100010001MEM>RD6010001MEM3410001A->PC0CB0011NOP,P<3>4011001O0001MEM>RD06320100000011001000000001A-1->RDA<1->RDA>PCMARPMARPA-BA加B->A,A加B->A,PC->AR,PC加1PC->AR,PC加1PC->AR,PC加1001613000000000001011000010011RD->APC->AR,PC加1PC->AR,PC加1PC->AR,PC加1PC->AR,PC加1微指令指令功指令功能RSRDDRSRDRD-D機(jī)RDSRDSRDRDRD<<1->RD指令格式RDRS****RDMM匯編ADDRD,RSANDRD,RSTESTRD,DRDSUBRD,RSRRDRSOLRD留LADMD,RDSTAMD,RSJMPMDJNZMD0001101100011011PP代碼：;;設(shè)計(jì)任務(wù)2、在基本模型機(jī)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)一臺(tái)復(fù)雜模型機(jī)任務(wù)分析以及解決方案任務(wù)分析：本實(shí)驗(yàn)完成了邏輯與、左移、算術(shù)加、減運(yùn)算、直接尋址、間接尋址、變我的收獲與體會(huì)(李俊)通過本次課程設(shè)計(jì)，對(duì)計(jì)算機(jī)的基本組成，部件的設(shè)計(jì)，部件間的連接，微程序控制器的設(shè)計(jì)，微指令和微程序的編制與調(diào)試等過程有更深的了解，加深了對(duì)組成原通過自己對(duì)一系列微程序的編寫，對(duì)程序執(zhí)行的流程以及指令之間的跳轉(zhuǎn)有了更深的