计算机设计与实践CPU设计报告(内含详细说明及各模块源码).docxVIP

计算机设计与实践CPU设计报告学号：1110310506 姓名：刘秋如指令格式设计?指令是由操作码和地址码两部分组成的. ?指令系统中指定所有的指令都是二地址指令. ?通用寄存器的数量为8，需3位地址与之对应 ?访存的形式地址为8位 ?指令的高5位表示操作码 因此，设计如下两种指令格式，分别对应寄存器-寄存器型指令和其他指令。15 11 10 8 7 2 0 op AD1 AD215 11 10 8 7 0 op AD1 AD2二、微操作的定义注：Ri代表3位该寄存器号的二进制表示，X,sign为8位立即数，add为8为地址序号伪指令二进制微操作1Mov Ri,X10101X-Reg(Ad1(IR))2Mov Ri,[add]11010Reg(Ri)//Ad1(IR)-MAR,1-Rj,M(MAR)-MDR,MDR-Reg(Ad(IR))3Mov [add],Ri11011Reg(Ri)//Ad1(IR)-MAR,1-w,Reg(Ad1(IR))-MDR,MDR-M(MAR)4Mov Ri,Rj10000Reg(Ad2(IR))-Reg(Ad1(IR))5Adc Ri,X10110Reg(Ad1(IR))+Reg(Ad(IR))+Reg(cy)-Reg(Ad1(IR))6Adc Ri,Rj10001Reg(Ad1(IR))+Reg(Ad2(IR))+Reg(cy)-Reg(Ad1(IR))7Sbb Ri,X10111Reg(Ad1(IR))-Reg(Ad(IR))-Reg(cy)-Reg(Ad1(IR))8Sbb Ri,Rj10010Reg(Ad1(IR))-Reg(Ad2(IR))-Reg(cy)-Reg(Ad1(IR))9And Ri,X11000Reg(Ad1(IR)) and Reg(Ad(IR))-Reg(Ad1(IR))10And Ri,Rj10011Reg(Ad1(IR)) and Reg(Ad2(IR))-Reg(Ad1(IR))11Or Ri,X11001Reg(Ad1(IR)) or Reg(Ad(IR))-Reg(Ad1(IR))12Or Ri,Rj10100Reg(Ad1(IR)) or Reg(Ad2(IR))-Reg(Ad1(IR))13Clc11100Reg(R0)//0-Reg(cy)14Stc11101Reg(R0)//1-Reg(cy)15Jmp add00000Reg(R7)//Ad(IR)-PC16Jz sign00001Zero(Reg(Ad1(IR)))·Reg(R7)//Ad(IR)+NZero(Reg(Ad1(IR)))·PC-PC17Jc sign00010C=1:PC+1+sign-PC18(间址)Mov Ri,Rj11110[R7//Rj]-Ri19(变址)Mov Ri,add11111 [R7//add+R6//R5]-Ri节拍的划分每个指令周期包含4个机器周期，分别为：?T1：取指周期?T2：运算周期?T3：访存周期?T4：回写周期每个机器周期包含一个节拍。四、处理器详细结构设计框图及功能描述（一） 整体框图 时钟管理模块reset T0 T1 T2 T3取指模块 PC+1回写模块存储模块运算模块 Pcnew暂存器Pcnew reg_in ALUOUT Raddr PcupdataRdata PCPcupdata Reg_outADDRCY