计算机组成原理实验-软件工程详解.ppt

第8章 典型计算机控制系统简介 实验一 运算器实验 1.1 实验目的和要求 1.2 实验设备 1.3 实验内容 1.3 实验内容 1.3 实验内容 1.3 实验内容 1.3 实验内容 1.3 实验内容 1.3 实验内容 1.4 实验步骤 1.4 实验步骤 1.4 实验步骤 1.4 实验步骤 1.4 实验步骤 1.4 实验步骤 1.4 实验步骤 1.5 实验注意事项 实验二 进位运算和移位运算实验 2.1 实验目的和要求 2.2 实验设备 2.3 实验内容 2.3 实验内容 2.4 实验步骤 2.4 实验步骤 2.4 实验步骤 2.4 实验步骤 2.4 实验步骤 2.4 实验步骤 2.5 实验注意事项 实验三 存储器实验 3.1 实验目的和要求 3.2 实验设备 3.3 实验内容 3.3 实验内容 3.3 实验内容 3.4 实验步骤 3.4 实验步骤 3.4 实验步骤 3.4 实验步骤 3.5 实验注意事项 实验四 数据通路实验 4.1 实验目的和要求 4.2 实验设备 4.3 实验内容 4.3 实验内容 4.4 实验步骤 4.4 实验步骤 4.5 实验注意事项 实验五 微控制器实验 5.1 实验目的和要求 5.2 实验设备 5.3 实验内容 5.3 实验内容 5.3 实验内容 5.3 实验内容 5.3 实验内容 5.4 实验步骤 5.4 实验步骤 5.4 实验步骤 5.4 实验步骤 5.4 实验步骤 5.4 实验步骤 5.4 实验步骤 5.5 实验注意事项 实验六 基本模型机的设计与实现 6.1 实验目的和要求 6.2 实验设备 6.3 实验内容 6.3 实验内容 6.3 实验内容 6.3 实验内容 6.3 实验内容 6.3 实验内容 6.3 实验内容 6.4 实验步骤 6.4 实验步骤 6.4 实验步骤 6.4 实验步骤 6.4 实验步骤 6.4 实验步骤 6.4 实验步骤 6.4 实验步骤 6.5 实验注意事项 Return 设计基本模型机机器指令 本设计采用五条机器指令，分别为：IN（输入）、OUT（输出）、ADD（二进制加）、STA（存数）、JMP（无条件转移）来模拟模型机的工作过程。表7-1是对这几条基本指令的具体说明 addr-PC 0100 0000 χχχχχχχχ JMP addr 〔addr〕-BUS 0011 0000 χχχχχχχχ OUT addr R0-〔addr〕 0010 0000 χχχχχχχχ STA addr R0+〔addr〕-R0 0001 0000 χχχχχχχχ ADD addr 输入单元开关状态-R0 0000 0000 IN 说明 机器指令码 助记符 设计基本模型机的控制台命令 要向存储器写程序和数据，以及从存储器读程序和数据还是执行程序，都需要设置控制台命令。控制台命令的这些功能也需要用微程序设计来实现。 本实验设计三个控制台操作命令及其微程序。而对控制台命令的选择是通过两个开关SWB、SWA两位的状态来决定的说明 启动程序(RP) 1 1 写内存(KWE) 1 0 读内存(KRD) 0 0 控制台指令 SWA SWB 基本模型机的数据通路框图 基本模型机的数据通路如图6-1 。 在图6-1中，绝大部分单元电路在前面的实验里都用到过，这里说明一下指令寄存器(IR)在本实验中的工作原理 指令寄存器(IR)用于保存当前正在执行的一条指令。当执行一条指令时，首先把指令从内存取到缓冲寄存器中，然后再传送至指令寄存器。指令划分为操作码和地址码两部分，由二进制数码组成，为了执行任何给定的指令，必须对操作码进行测试[P(1)]，通过节拍脉冲T4的控制识别所要求的操作。指令译码器根据指令中操作码译码强置微控器单元的微地址，使下一条微指令指向相应的微程序首地址 （2）微程序设计 微指令的长度有24位，其控制位的顺序如表5-1。A、B、C三个代码段的格式及其定义分别如表5-2至表5-4。 第19位到第24位用来控制ALU的行为，S3、S2、S1、S0的组合用来决定ALU的运算行式，M用来选择是进行逻辑运算还是算术运算，Cn在算术运算时有效 。 第16、17位经过在扩展总线单元电路的译码输出信号以及第18位是用来控制存储器读写以及输入和输出单元电路协调工作的 （2）微程序设计 C字段的功能是根据机器指令及相应的微代码进行译码，使微程序转入相应的微地址入口，从而实现微程序的顺序、分支、循环运行 B字段中的RS-B、RO-B、RI-B分别为源寄存器选通信号、目的寄存器选通信号以及变址寄存器