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计算机组成原理课程设计报告
计算机组成原理课程设计报告
――带移位运算功能的模型机设计与实现
实验目的
熟悉用微程序控制器控制模型机的数据通路。
学习设计与调试计算机的基本步骤及方法。
实验设备
CCT-IV计算机组成原理教学实验系统一台,排线若干。
实验内容
1.实验原理
本实验在基本模型机的基础上搭接移位控制电路,实现移位控制运算。
本实验采用五条机器指令:IN(输入),ADD(进制加法),STA(存数),OUT输出),JMP(转移)。
指令格式和功能表如下(前四位为操作码):
助记符 机器指令码 说明 IN 0000 0000 “INPUTE DEVICE”中的开关状态-R0 ADD addr 0001 0000 XXXX XXXX R0+[addr]-R0 STA addr 0010 0000 XXXX XXXX R0-[addr] OUT addr 0011 0000 XXXX XXXX [addr]-BUS JMP addr 0100 0000 XXXX XXXX [addr]-PC 其中IN为单字长(8位),其余为双字节长指令,XXXXXXXX为ADDR对应的二进制地址码。为了向RAM中装入程序和数据,检查写入是否正确,并能启动程序执行,还必须设计三控制台操作微程序。
存储器读操作:拨动总清开关CLR后,控制台开关SWB,SWA为00时,按下START微动开关,可对RAM连续手动读操作。
存储器写操作:拨动总清开关CLR后,控制台开关SWB,SWA为01时,按下START微动关,可对RAM连续手动写操作。
启动程序:拨动总清开关CLR后,控制台开关SWB,SWA为11,按下START微动开关,即可转入到第01号取址微程序,启动程序运行。
实验中新增4条移位运算指令:RL(左环移)、RLC(带进位左环移)、RR(右环移)、RRC(带进位右环移),其指令格式如下:
助记符 操作码
RR RRC RL RLC 以上4条指令都为单字长(8位)。
RR为将R0寄存器中的内容循环右移一位。
RRC为将R0寄存器中的内容带进位右移一位,它将R0寄存器中数据右边第一位移入进位,同时将进位寄存器的数移至R0寄存器的最左位。
RL为将R0寄存器中的数据循环左移一位。
RLC为将R0寄存器中的数据带进位循环左移一位。
为了向RAM中装入程序和数据,检查写入是否正确,并能启动程序执行,还必须设计三个控制台操作程序。
存储器读操作(KRD):拨动总清开关CLR后,控制台开关SWB、SWA为“0 0”时,按START微动开关,可对RAM连续手动读操作。
存储器写操作(KWE):拨动总清开关CLR后,控制台开关SWB、SWA为“0 1”时,按START微动开关,可对RAM连续手动写入。
启动程序:拨动总清开关CLR后,控制台开关SWB、SWA为“1 1”时,按START微动开关,即可转入到第01号“取指”微指令,启动程序运行。
SWB SWA 控制台指令 0 0 读内存(KRD) 0 1 写内存(KWE) 1 1 启动程序(RP) 2.微指令格式:微指令长共24位,其控制顺序如下:
3.指令格式说明
注意:因系统文件格式要求,微指令格式文件和控制存储器的微指令格式代码的第1字节(前8位)与第3字节(后8位)对换一下。
4.操作流程图如下:
图1 实验数据通路框图
5.设计如下微程序流程图:
图2:微程序流程图1
图3:微程序流程图2
图4 时序电路原理图
图5 微地址修改电路逻辑图
6.本实验设计机器指令程序如下:
地址(二进制) 内容(二进制) 助记符 说明
0000 0000 0000 0000 IN 揑NPUTE DEVICE?R0
0000 0001 0001 0000 ADD[72H] R0+[72H]-R0
0000 0010 0111 0010
0000 0011 100程序0 0000 RLC
0000 0100 0000 0000 IN
0000 0101 0110 00
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