火智英组成原理课设.docVIP

东北大学秦皇岛分校 计算机与通信工程学院 计算机组成原理课程设计 专业名称 计算机科学与计算 班级学号 2123334 学生姓名 火智英 指导教师 王和兴 设计时间 2014.12.22～2015.1.2 课程设计任务书 专业：：学生姓名： 设计题目： 一、设计实验条件 实验室 二、设计任务及要求 ； 3、 48号指令； 5、 用四位半加器实现四位全加器； 三、设计报告的内容 3.1.1 13，16号，48号指令设计； 3.1.2 断点方式下的微地址修改逻辑电路，实现“取指后，获取13、16、48号指令的微程序入口地址”； 3.1.3 用四位半加器实现四位全加器 3.2前言（绪论） 3.3设计主体SUB A, ＃IISUB 地址码：A, ＃II A中减去立即数II加入累加器A中 寻址方式：立即数寻址 第48号指令：助记符：CALL EM 格式：操作码和地址码 操作码：CALL 地址码：EM 功能：调用EM地址的子程序 寻址方式：直接寻址 3.3.2模型机硬件设计： 题目：断点方式下的微地址修改逻辑电路，实现“取指后，获取13、16、48号指令的微程序入口地址” 3.3.3其它设计： 题目：用四位半加器实现四位全加器 4系统设计 4.1模型机逻辑框图 图4.1整机逻辑框图 图4.2 芯片引脚逻辑框图 图4.4 CPU逻辑框图 4.2指令系统设计 第13号指令：SUB A，R？ 指令类型：算术运算指令 第16号指令：SUB A,＃II 指令类型：算术运算指令 第48号指令：CALL EM 指令类型：程序跳转指令 4.3微操作控制信号 1、XRD ：外部设备读信号，当给出了外设的地址后，输出此信号，从指定外设读数据。 2、EMWR：程序存储器EM写信号。 3、EMRD：程序存储器EM读信号。 4、PCOE：将程序计数器PC的值送到地址总线ABUS上(MAR)。 5、EMEN：将程序存储器EM与数据总线DBUS接通，由EMWR和EMRD 决 是将DBUS数据写到EM中，还是从EM读出数据送到DBUS。 6、IREN：将程序存储器EM读出的数据打入指令寄存器IR。 7、EINT：中断返回时清除中断响应和中断请求标志，便于下次中断。 8、ELP：PC打入允许，与指令寄存器IR3、IR2位结合，控制程序跳转。 9、FSTC：进位置1，CY=1 10、FCLC：进位置0，CY=0 11、MAREN：将地址总线ABUS上的地址打入地址寄存器MAR。 12、MAROE：将地址寄存器MAR的值送到地址总线ABUS上。 13、OUTEN：将数据总线DBUS上数据送到输出端口寄存器OUT里。 14、STEN：将数据总线DBUS上数据存入堆栈寄存器ST中。 15、RRD：读寄存器组R0-R3，寄存器R?的选择由指令的最低两位决定。 16、RWR：写寄存器组R0-R3，寄存器R?的选择由指令的最低两位决定。 17、CN：决定运算器是否带进位移位，CN=1带进位，CN=0不带进位。 18、FEN：将标志位存入ALU内部的标志寄存器。 19、WEN：将数据总线DBUS的值打入工作寄存器W中。 20、AEN：将数据总线DBUS的值打入累加器A中。 21-23: X2~ X0 ： X2、X1、X0三位组合来译码选择将数据送到DBUS上的寄存器。 24-26: S2~ S0 ： S2、S1、S0三位组合决定ALU做何种运算。 4.4指令执行流程表 表1 指令流程表 编号 助记符 功能 机器码 周期总数CT 节拍数 微操作 控制信号 涉及的硬件 13 SUB A,R? 从累加器A中减去寄存器R？的值 001100xx 100 T3 R?→W RRD RWE WEN R, A, W, ALU,F T4 ALU(A-W)→A AEN 16 SUB A, #II 从累加器A中减去立即数II加入累加器A中 001111 XX 101 T5 PC→MAR PCOE MAREN PC, MAR, EM, W, A,ALU, F T4 EM→DBUS DBUS→W PC+1→PC EMRD EMEN WEN T3 A,W→ALU→F ALU→A FEN AEN 48 CALL EM 调用EM地址的子程序 101111XX 110 T6 PC→MAR PCOE