计算机组成原理课程设计-----基本模型机设计与实现
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15首劝学诗1.《劝学》唐·颜真卿三更灯火五更鸡,正是男儿读书时。
黑发不知勤学早,白首方悔读书迟。
2.《白鹿洞二首·其一》唐·王贞白读书不觉已春深,一寸光阴一寸金。
不是道人来引笑,周情孔思正追寻。
3.《金缕衣》唐·杜秋娘劝君莫惜金缕衣,劝君惜取少年时。
有花堪折直须折,莫待无花空折枝。
4.《劝学诗》唐·韩愈读书患不多,思义患不明。
患足己不学,既学患不行。
5.《闲居书事》唐·杜荀鹤窗竹影摇书案上,野泉声入砚池中。
少年辛苦终事成,莫向光阴惰寸功。
6.《励学篇》宋真宗赵恒富家不用买良田,书中自有千钟粟。
安房不用架高梁,书中自有黄金屋。
娶妻莫恨无良媒,书中自有颜如玉。
出门莫愁无人随,书中车马多如簇。
男儿欲遂平生志,六经勤向窗前读。
7.《劝学诗》宋·朱熹少年易老学难成,一寸光阴不可轻。
未觉池塘春草梦,阶前梧叶已秋声。
8.《书院》宋·刘过力学如力耕,勤惰尔自知。
但使书种多,会有岁稔时。
9.《读书》宋·陆九渊读书切戒在慌忙,涵泳工夫兴味长。
未晓不妨权放过,切身须要急思量。
10.《四时读书乐·冬》元·翁森木落水尽千崖枯,迥然吾亦见真吾。
坐对韦编灯动壁,高歌夜半雪压庐。
地炉茶鼎烹活火,一清足称读书者。
读书之乐何处寻?数点梅花天地心。
11.《言志诗》明·杨继盛读律看书四十年,乌纱头上有青天。
男儿欲画凌烟阁,第一功名不爱钱。
12.《今日歌》明·文嘉今日复今日,今日何其少!今日又不为,此事何时了?人生百年几今日,今日不为真可惜!若言姑待明朝至,明朝又有明朝事。
为君聊赋今日诗,努力请从今日始。
13.《明日歌》清·钱泳明日复明日,明日何其多。
我生待明日,万事成蹉跎。
世人若被明日累,春去秋来老将至。
朝看东流水,暮看日西坠。
百年明日能几何?请君听我明日歌。
14.《四季读书歌·春》民国·熊伯伊春读书,兴味长,磨其砚,笔花香。
模型计算机的设计与实现目录1、设计目的 (1)2、设计内容 (2)3、设计要求 (2)4、数据格式与指令系统 (2)4.1 数据格式 (2)4.2指令系统 (3)5、设计原理与电路图 (3)5.1总的逻辑框图: (3)5.2指令的具体分析 (4)6、微程序流程图、代码表 (5)6.1 微程序流程图: (5)6.2微指令分析 (5)7、系统调试情况 (6)8、参考文献 (6)1、设计目的1. 融会贯通教材各章的内容,通过知识的综合运用,加深对计算机系统各模块的工作原理及相互联系的认识,加深计算机工作中“时间-空间”概念的理解,从而清晰地建立计算机的整机概念。
2. 学习设计和调试计算机的基本步骤和方法,培养科学研究的独立工作能力,取得工程设计和调试的实践和经验。
2、设计内容1. 根据给定的数据格式和指令系统,设计一台微程序控制的模型计算机。
2. 根据设计图,在QUARTUS II环境下仿真调试成功。
3. 在调试成功的基础上,整理出设计图纸和相关文件,包括:(1)总框图(数据通路图);(2)微程序控制器逻辑图;(3)微程序流程图;(4)微程序代码表;(5)设计说明书及工作小结。
3、设计要求(1)对指令系统中的各条指令进行分析,得出所需要的占领周期与操作序列,以便确定各器件的类型和数量;(2)设计总框图草图,进行各逻辑部件之间的互相连接,即初步确定数据通路,使得由指令系统所要求的数据通路都能实现,并满足技术指标的要求;(3)检查全部指令周期的操作序列,确定所需要的控制点和控制信号;(4)检查所设计的数据通路,尽可能降低成本,简化线路,优化性能。
以上过程可以反复进行,以便得到一个较好的方案。
4、数据格式与指令系统4.1 数据格式数据字规定采用定点整数补码表示法,字长8位,其中最高位为符号位,其格式如下:4.2指令系统本实验设计使用5条机器指令,其格式与功能说明如下:IN指令为单字长(字长为8bits)指令,其功能是将数据开关的8位数据输入到R0寄存器。
本次课程设计的任务是完成一个基本模型机的设计与实现。
设计经过综合运用了以前所学计算机原理的知识,依照设计要求和指导,实现了一个基本的模型计算机。
本模型机实现的功能有:IN(输入),OUT(输出),ADD(加法),SUB(减法),STA(存数),JMP(跳转)。
设计进行开始,在了解微程序的基本格式, 及各个字段值的作用后, 按微指令格式参照指令流程图,设计出程序以及微程序,将每条微指令代码化,译成二进制代码表,并将二进制代码转换为联机操作时的十六进制格式文件。
根据机器指令系统要求,设计微程序流程图及确定微地址。
设计的加法和减法中, 被加数和被减数都由调试人员输入, 而加数和减数都从存储器中读取. 最后上机调试,各个功能运行结果正确。
关键词:基本模型机;机器指令;微指令目录1、课程设计题目-----------------------------------------------12、实验设备---------------------------------------------------13、课程设计步骤-----------------------------------------------13.1、所设计计算机的功能和用途------------------------------13.2、指令系统----------------------------------------------23.3、总体结构与数据通路------------------------------------23.4、设计指令执行流程--------------------------------------33.5、微指令代码化------------------------------------------43.6、组装和调试----------------------------------------------54、课程设计总结-----------------------------------------------75、附录-----------------------------------------------------------------------------------8附录1:数据通路图----------------------------------------------------------8 附录2:微程序流程图--------------------------------------------------------9 附录3:实验接线图------------------------------------------------------------10 附录4:实验程序及微程序---------------------------------------------------11 附录5:参考文献(资料)-----------------------------------121、课程设计题目基本模型机的设计与实现2、实验设备TDN—CM++计算机组成原理教学实验系统一台,微机,虚拟软件,排线若干。
计算机组成原理实验报告
学院:计算机科学与信息专业:班级:
指令划分为操作码和地址码字段,由二进制数构成,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的控制以便识别所要求的操作。
“指令译码器”根据指令中的操作码译码,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。
本系统有两种外部I/O设备,一种是二进制代码开关,它作为输入设备(INPUTDEVICE);另一种是LED块,它作为输出设备(OUTPUT DEVICE)。
本实验设计机器指令程序如下:
地址(二进制)内容(二进制)助记符号说明
0000 0000 0000 IN R0,SW "INPUT DEVICE"-->R0
0001 0001 0000 ADD R0,09H R0+「09H」-->R0
0010 0000 1001
0011 0010 0000 STA 0BH,R0 R0-->「0BH」
0100 0000 1011
0101 0011 0000 OUT BUS ,0AH 「0AH」-->BUS
0110 0000 1010
0111 0100 0000 JMP 00H 00H-->PC
1000 0000 0000
1001 0101 0101 自定
1010 1010 1010 自定
1011 求和结果。
课程设计(论文)任务书软件学院软件(多媒体)专业05级(4)班一、课程设计(论文)题目基本模型机设计与实现二、课程设计(论文)工作自2007 年 6 月 25 日起至 2007 年6 月30日止。
三、课程设计(论文) 地点: 5-301计算机组成原理实验室四、课程设计(论文)内容要求:1.本课程设计的目的(1)使学生掌握系统各功能模块的基本工作原理;(2)培养学生单片机应用系统的设计能力;(3)使学生较熟练地应用电子线路CAD工具完成单片机系统的硬件设计任务;(4)培养学生分析、解决问题的能力;(5)提高学生的科技论文写作能力。
2.课程设计的任务及要求1)基本要求:(1)分析所设计系统中各功能模块的工作原理;(2)选用合适的器件(芯片);(3)提出系统的设计方案(要有系统电气原理图);(4)对所设计电路进行调试。
2)创新要求:在基本要求达到后,可进行创新设计,如改善电路性能;对系统进行仿真分析。
3)课程设计论文编写要求(1)要按照书稿的规格打印誊写毕业论文(2)论文包括目录、绪论、正文、小结、参考文献、谢辞、附录等(3)毕业论文装订按学校的统一要求完成4)答辩与评分标准:(1)完成原理分析:20分;(2)完成设计过程:30分;(3)完成调试:20分;(4)回答问题:20分。
(5)格式规范性:10分。
5)参考文献:(1)胡越明.《计算机组成与系统结构》电子工业出版社(2)白中英.《计算机组成原理》科学技术出版社(3)/down/42/2006/20061105264.html6)课程设计进度安排内容天数地点构思及收集资料1图书馆组装与调试4实验室撰写论文2图书馆、实验室学生签名:2007年6 月25 日课程设计(论文)评审意见(1)完成原理分析(20分):优()、良()、中()、一般()、差();(2)设计分析(20分):优()、良()、中()、一般()、差();(3)完成调试(20分):优()、良()、中()、一般()、差();(4)回答问题(20分):优()、良()、中()、一般()、差();(5)格式规范性(20分):优()、良()、中()、一般()、差();(6)考勤是否降等级:是()、否()评阅人:职称:助教2007 年7 月1日目录一、课设目的及内容 (1)二、设计的原理 (2)三、二进制微代码表设计 (4)四、机器指令程序 (5)五、线路连接图 (6)六、微程序流程及说明 (11)七、心得体会 (12)八、参考文献 (13)一、课设目的及内容目的:(1)掌握部件单元电路,例如,主存储器单元(MAIN MEN),输入设备单元(INPUT DEVICE),输出设备单元(OUTPUT DEVICE),总线单元(BUS UNIT)等。
计算机组成原理课程设计报告题目:简单模型机设计院(系):计算机科学与工程学院专业:计算机科学与技术班级:100602学生:王朝纲学号:*********指导教师:***2012年6月一、实验目的1、在掌握部件单元电路实验的基础上,进一步将其组成系统地构造一台基本模型计算机。
2、为其定义5条机器指令,并编写相应的微程序,上机调试掌握机概念。
二、实验设备Dais-CMH+/CMH计算器组成原理教学实验系统一台,实验用扁平线、导线若干。
三、实验内容1.实验原理部件实验过程中,各部件单元的控制信号是以人为模拟产生为主,而本次实验将能在微程序控制下自动产生各部件单元的控制信号,实现特定的指令的功能。
这里,计算机数据通路的控制将由微程序控制器来完成,CPU从内存中取出一条机器指令到指令执行结束的一个指令周期全部由微指令组成的序列来完成,即一条机器指令对应一个微程序.在这次课程设计中,主要用到IN(输入)、ADD(加法)、STA(存数)、OUT(输出)、JMP(无条件转移)五条机器指令,其指令格式如下(前四位为操作码):其中IN为单字节(8位),期于为双字节指令,XXXXXXXX 为addr对应的二进制地址码。
系统涉及到的微程序流程图如图1-1所示,数据通路框图见图1-2,当拟定“取消”微指令时,该微指令的差别测试字段为P(1)测试。
由于“取指”微指令是所有微程序都使用的公用微指令,因此P(1)的测试结果出现多路分支。
本机用指令寄存器的前4位(IR7~IR4)作为测试条件,出现5路分支,占用5个固定微地单元。
图1-1微程序流程图图1-2数据通路框图其中:①ALU:这是4位带进位的加法器。
带有两个锁存器IR1、IR2。
由S0、S1、S2、S3、CN、N控制信号设置其运行状态。
S0、S1、S2、S3控制ALU的运算方式;同时当二进制开关N=1是进行逻辑运算,当N=0是进行算术运算。
CN 是ALU的进位控制开关,当CN=0是无进位;CN=1是带进位。
计算机组成原理课程设计-- 基本模型机设计与实现计算机组成原理课程设计课程设计名称:计算机组成原理设计项目名称:基本模型机设计与实现专业:计算机科学与技术班级:计科115 2014 年 6 月 13 日一、课程设计的教学目的本课程设计的教学目是在掌握计算机系统的组成及内部工作机制,理解计算机各功能部件工作原理的基础上,进一步加深计算机系统各模块间相互关系的认识和整机的概念,在设计实践中提高应用所学专业知识分析问题和解决问题的能力。
学会微程序的设计方法,进一步掌握微程序控制器的工作原理,并体会设计方案的优劣对性能发挥的重要性,培养科学研究的独立工作和创新能力,取得设计与调试的实践经验。
二、课程设计任务和基本要求本课程设计以TDN-CM++计算机组成原理教学实验系统为平台设计完成。
1.按给定的数据格式和指令系统,设计一个微程序控制器。
2.设计给定机器指令系统以及微程序流程图,按微指令格式写出微程序的为指令代码。
3.连接逻辑电路完成启动,测试,编程,测试,效验和运行,并观测运行过程及结果。
4.将微程序控制器模块与运算器模块,存储器模块联机,组成一台模型计算机。
5.用微程序控制器控制模型机的数据通路。
6.通过在模型机上运行由机器指令组成的简单程序,掌握机器指令与微指令的关系,建立计算机整机的概念,掌握计算机的控制机制。
7.按指定的应用项目进行汇编指令格式及功能设计,并设计相应的机器指令代码,按照模型机数据通路设计实现机器指令功能的微程序.在PC机上编辑机器指令和微程序,装载代码到TDN-CM++实验系统并运行,实现应用要求。
三、设计任务及分析:(1)设计任务: 从输入设备读取数据X并将其寄存入以A为间接地址的内存单元,将X与R0.存器中的内容Y执行X ⊕,结果送到以B为直接地址的内存单元保存。
(2)分析:A:给R0寄存器直接置入01H.B:从数据开关给间接地址为0CH的内存单元置数,(03H).C:给R0中的内容取反,结果存在R0中.D:将间接地址0CH中直接地址0EH中的内中的内容放入DR2中,将容(03H)放入DR1中, R中. DR1和DR2种的数进行异或运算,结果放在R0 E:将R中的内容存在直接地址为0DH的内存单元中.四、设计原理在部件实验中,我们是人为用二进制开关模拟一些控制信号来完成数据通路的控制。
《计算机组成与结构》课程实习基本模型机的设计与实现系别:信息学院班级:计科1141指导教师:刘桃丽基本模型机的设计与实现一、设计要求1.1、分组设计一台基本模型机,并在模型机上运行一个简单的程序。
每组2-3人,要求各组的指令系统不同。
1.2、根据设计的图纸,在验台上进行组装,并调试成功。
1.3、在组装调试成功的基础上,整理出设计图纸和其他文件,包括:(1)总框图(数据通路图)(2)微程序流程图(3)微指令格式(4)微程序代码表(5)调试小结二、课程实习使用的实验设备2.1 实验设备TEC-9计算机组成原理教学实验系统一台(含74181算术运算器ALU、74374寄存器堆R0、74161程序计数器、74273地址寄存器AR、74273指令寄存器IR 等),排线若干。
2.3 系统需求分析一台计算机所能执行的各种指令集合称为指令系统或指令集。
一台特定的计算机只能执行自己指令系统中的指令。
因此,指令系统就是计算机的机器语言。
指令系统表征着计算机的基本功能和使用属性,它是计算机系统设计中的核心问题。
指令系统的设计主要括指令功能、操作类型的设计,寻址方式和指令格式的设计。
计算机的性能与它所设置的指令系统有很大的关系,指令系统反映了计算机的主要属性,而指令系统的设置又与机器的硬件结构密切相关。
指令是计算机执行某种操作的命令,而指令系统是一台计算机中所有机器指令的集合。
通常性能较好的计算机都设置有功能齐全、通用性强、指令丰富的指令系统,而指令功能的实现需要复杂的硬件结构来支持。
随着社会科技的发展,计算机被应用到各行各业,人们步入自动化、智能化的生活阶段。
本次课程设计课题是基本模型机的设计与实现,它正体现了这一点。
利用CPU与简单模型机来实现计算机组成原理课程及实验中所学到的实验原理和编程思想,硬件设备自拟,编写指令的应用程序,用微程序控制器实现了一系列的指令功能,最终达到将理论与实践相联系。
本次设计完成了各指令的格式以及编码的设计,实现了各机器指令微代码,形成具有一定功能的完整的应用程序。
本科生课程实习学生姓名学生学号所在专业所在班级指导教师职称时间成绩目录一、课程设计题目 (2)二、课程设计使用的实验设备 (2)三、课程设计内容与步骤 (2)1、所设计模型机的功能与用途 (3)2、数据通路图 (4)3、微代码定义 (4)4、微程序流程图 (5)5、微指令二进制代码 (6)6、本课程设计机器指令 (7)7、模型机的调试与实现 (7)(1)接线图 (7)(2)写程序 (8)(3)运行程序 (8)四、总结 (9)参考文献 (9).一、课程设计题目基本模型机设计与实现二、课程设计使用的实验设备TDN-CM计算机组成原理教学实验系统一台,排线若干三、课程设计内容与步骤不见实验过程中,各部件单元的控制信号是认为模拟产生的,而本次课程实习将能在为程序控制下自动产生各部件单元控制信号,实现特定指令的功能。
这里,计算机数据通路的控制将由微程序控制器来完成,CPU从内存中取出一条机器指令到指令执行结束的一个指令周期全部由微指令组成的序列来完成,即一条机器指令对应一个微程序。
本课程设计采用六条机器指令:IN(输入)、AND(与运算)、DEC(自增1)、STA(存数)、OUT(输出)、JMP(无条件跳转),其指令格式如下:其中IN、DEC为单字长,其余为双字长指令,********为addr对应的二进制地址码。
1、所设计模型机的功能与用途本次课程设计设计的模型机包括六条指令,输入、与运算、自增、存数、输出、无条件跳转。
利用此模型机可完成两个数的与运算,一个数从键盘输入,另个数从内存中读取,再将运算结果自增1,把最后结果保存到内存中,并且将运算结果输出2、数据通路图3、微代码定义C字段A字段B字段4、微程序流程图控制程序流程图当拟定“取指”微指令时,该微指令的判别测试字段为P(1)测试;控制台操作为P(4)测试,它以控制台开关SWB、SWA作为测试条件,共三路分支。
5、微程序设计完毕后,将每条微指令代码化,将流程图转化为二进制代码表6、本课程设计机器指令7、模型机的调试与实现(1)接线图(2)写程序A、现将机器指令对应的微代码正确写入2816中。
计算机信息工程学院《计算机组成原理》课程设计报告题目:模型机的设计与实现专业:计算机科学与技术(网络方向)班级:15网络1班学号:2015220240134姓名:武希鑫指导教师:徐佳完成日期:2016年12月28日目录一、设计概述 (2)1.1设计目的 (2)二、设计原理及内容 (3)2.1设计基本原理 (3)2.2需执行的机器指令 (3)2.3数据通路图 (4)2.4微指令格式 (5)2.5微程序地址的转移 (5)2.6机器指令的写入、读出和执行 (6)三、设计步骤 (8)3.1编写机器指令 (8)3.2绘制微程序流程图 (8)3.3绘制微指令 (9)3.4连接实验线路 (10)3.5写指令 (10)3.5.1写微指令 (10)3.5.2写机器指令 (11)四、运行结果 (11)参考文献 (12)一、设计概述1.1设计目的随着社会科技的发展,计算机被应用到各行各业,人们步入自动化、智能化的生活阶段。
本次课程设计课题是基本模型机的设计与实现,它正体现了这一点。
利用CPU与简单模型机来实现计算机组成原理课程及实验中所学到的实验原理和编程思想,硬件设备自拟,编写指令的应用程序,用微程序控制器实现了一系列的指令功能,最终达到将理论与实践相联系。
本次设计完成了各指令的格式以及编码的设计,实现了各机器指令微代码,形成具有一定功能的完整的应用程序。
在“微程序控制器的组成与微程序设计实验”的基础上,将第一部分中的各单元组成系统,构造一台基本模型计算机。
1.掌握机器指令与微程序的对应关系。
2.掌握机器指令的执行流程。
3.掌握机器指令的微程序的编制、写入。
4.在掌握部件单元电路实验的基础上,进一步将组成系统,构成一台基本模型计算机。
5.为其定义五条机器指令,并编写相应的微程序,上机调试,掌握整机概念。
二、设计原理及内容2.1设计基本原理部件实验过程中,各部件单元的控制信号是人为模拟产生的,如运算器实验中对74LS-181芯片的控制,存储器实验中对存储器芯片的控制信号,以及几个实验中对输入设备的控制。
课程设计(论文)任务书软件学院软件(多媒体)专业05级(4)班一、课程设计(论文)题目基本模型机设计与实现二、课程设计(论文)工作自2007 年 6 月 25 日起至 2007 年6 月30日止。
三、课程设计(论文) 地点: 5-301计算机组成原理实验室四、课程设计(论文)内容要求:1.本课程设计的目的(1)使学生掌握系统各功能模块的基本工作原理;(2)培养学生单片机应用系统的设计能力;(3)使学生较熟练地应用电子线路CAD工具完成单片机系统的硬件设计任务;(4)培养学生分析、解决问题的能力;(5)提高学生的科技论文写作能力。
2.课程设计的任务及要求1)基本要求:(1)分析所设计系统中各功能模块的工作原理;(2)选用合适的器件(芯片);(3)提出系统的设计方案(要有系统电气原理图);(4)对所设计电路进行调试。
2)创新要求:在基本要求达到后,可进行创新设计,如改善电路性能;对系统进行仿真分析。
3)课程设计论文编写要求(1)要按照书稿的规格打印誊写毕业论文(2)论文包括目录、绪论、正文、小结、参考文献、谢辞、附录等(3)毕业论文装订按学校的统一要求完成4)答辩与评分标准:(1)完成原理分析:20分;(2)完成设计过程:30分;(3)完成调试:20分;(4)回答问题:20分。
(5)格式规范性:10分。
5)参考文献:(1)胡越明.《计算机组成与系统结构》电子工业出版社(2)白中英.《计算机组成原理》科学技术出版社(3)/down/42/2006/20061105264.html6)课程设计进度安排内容天数地点构思及收集资料1图书馆组装与调试4实验室撰写论文2图书馆、实验室学生签名:2007年6 月25 日课程设计(论文)评审意见(1)完成原理分析(20分):优()、良()、中()、一般()、差();(2)设计分析(20分):优()、良()、中()、一般()、差();(3)完成调试(20分):优()、良()、中()、一般()、差();(4)回答问题(20分):优()、良()、中()、一般()、差();(5)格式规范性(20分):优()、良()、中()、一般()、差();(6)考勤是否降等级:是()、否()评阅人:职称:助教2007 年7 月1日目录一、课设目的及内容 (1)二、设计的原理 (2)三、二进制微代码表设计 (4)四、机器指令程序 (5)五、线路连接图 (6)六、微程序流程及说明 (11)七、心得体会 (12)八、参考文献 (13)一、课设目的及内容目的:(1)掌握部件单元电路,例如,主存储器单元(MAIN MEN),输入设备单元(INPUT DEVICE),输出设备单元(OUTPUT DEVICE),总线单元(BUS UNIT)等。
(2)在掌握各个部件单元电路实验的基础上,能够按照实验的接线图连接实验线路。
(3)掌握写入机器指令对应的微代码的方法,能对编辑好的程序装入实验系统进行调试。
(4)学会联机软件的使用,安装联机软件,会观察调试过程中的动态显示数据流向及数据、地址、控制总线的各种信息。
具体上机调试掌握整机概念,在掌握以上的基础之后,进一步将其组成系统构造一台基本模型计算机。
(5)通过联机软件的使用,学会使用单片机直接对程序存储器、微程序控制器进行读写,实现单步微程序、单步机器指令和程序连续运行等操作。
内容:(1)根据实验接线图完成实验线路。
(2) 定义机器指令,并编写相应的微程序,写入文件。
(3) 用手动写入方法读写程序,通过波动开关及发光二极管以二进制数码形式进行编程、显示、调试。
(4) 安装联机软件,用联机软件的方法读写程序。
即是通过RS-232C通讯接口与PC微机联机,在PC机上进行编程、传送、装载程序、动态调试和运行等控制操作。
二、设计的原理部件实验过程中,各部件单元的控制信号是人为模拟产生的,而本次实验将能在微程序控制下自动产生各部件单元控制信号,实现特定指令的功能。
这里,计算机数据通路的控制将由微程序控制器来完成,CPU从内存中取出一条机器指令到指令执行结束的一个指令周期全部由微指令组成的序列来完成,即一条机器指令对应一个微程序。
本实验采用五条机器指令:IN(输入)、ADD(二进制加法)、STA(存数)、OUT(输出)、JMP(无条件转移)。
其中IN为单字长,其余为双字长指令。
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微程序。
存储器读操作(KRD):拨动总清开关CLR后,控制台开关SWB、SWA为“00”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“01”时,按START微动开关,可对RAM进行连续手动写入。
启动程序:拨动总清开关CLR后,控制台开关SWB、SWA置为“11”时,按START微动开关,即可转入到第01号“取址”微指令,启动程序运行。
上述三条控制台指令用两个开关SWB、SWA的状态来设置,其定义如下:A字段 B字段 C字段表4-1 根据以上要求设计数据通路框图如下:三、二进制微代码表设计当全部微程序设计完毕后,应将每条微指令代码化,下表即为将微程序流程图按微指令格式转化而成的“二进制微代码表”。
四、机器指令程序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 “INPUT DEVICE”→R0 0000 0001 0001 0000 ADD [0AH] R0+[0AH]→R0 0000 0010 0000 10100000 0011 0010 0000 STA [0BH] R0→[0BH] 0000 0100 0000 10110000 0101 0011 0000 OUT [0BH] [0BH]→BUS 0000 0110 0000 10110000 0111 0100 0000 JMP [00H] 00H→PC0000 1000 0000 00000000 10010000 1010 0000 0001 自定0000 1011 求和结果五、线路连接图(1)根据以上要求设计数据通路框图如下:(2)将上面的线路连接完成之后就可以写程序了,写程序有两种方法。
方法一:手动写入①先将机器指令对应的微代码正确地写入2816中,由于在实验(三)微程序控制实验中已将微代码写入E²PROM芯片中,对照表4-2校验正确后就可使用。
②使用控制台KWE和KRD微程序进行机器指令程序的装入和检查。
A.使编程开关处于“RUN”,STEP为“STEP”状态,STOP为“RUN”状态。
B.拨动总清开关CLR(0→1),微地址寄存器清零,程序计数器清零。
然后使控制台SWB、SWA开关置为“0 1”。
按动一次启动开关START,微地址显示灯显示“010001”,再按动一次START,微地址灯显示“010100”,此时数据开关的内容置为要写入的机器指令,按动一次START键,即完成该条指令的写入。
若仔细阅读KWE的流程,就不难发现,机器指令的首地址只要第一次给入即可,PC会自动加1,所以,每次按动START,只有在微地址灯显示“010100”时,才设置内容,直到所有机器指令写完。
C.写完程序后须进行检验。
拨动总清开关CLR(0→1)后,微地址清零,PC程序计数器清零,然后使控制台开关SWB、SWA为“0 0”,按动启动START,微地址灯将显示“010000”,再按START,微地址灯显示为“010010”,第三次按START,微地址灯显示为“010111”,此时总线单元的显示灯显示为该首地址的内容。
不断按动START,可检查后续单元内容,注意:每次仅在微地址灯显示为“010111”时,显示灯的内容才是相应地址中的机器指令内容。
方法二:联机读/写程序按照规定格式,将机器指令及微指令二进制表编辑成十六进制的如下格式文件。
程序$ P0110$ P020A$ P0320$ P040B$ P0530$ P060B$ P0740$ P0800$ P0A01$ M00108101$ M0182ED01$ M0248C000$ M0304E000$ M0505B000$ M0506A201$ M06019A95$ M070DE000$ M08011000$ M0983ED01$ M0A87ED01$ M0B8EED01$ M0C96ED01$ M0D018202$ M0E0FE000$ M0F15A000$ M1092ED01$ M1194ED01$ M1217A000$ M13018001$ M14182000$ M15010A07$ M1681D100$ M17100A07$ M18118A06打开电源,运行联机软件的CMP.EXE,根据所使用的PC微机串口选择键入1或2,测试通过后,进入主菜单,如下图:进入主菜单后,用传送文件功能(F4_Load)将该格式文件传入实验系统。
此功能键可完成对程序存储器及控制存储器的写入。
按下“F4”,系统提示输入需装入的文件名,输入后回车,系统开始装入程序,成功后,屏幕显示“装入完成”。
装入的文件必须在当前路径,文件格式应符合全屏幕编辑的规定。
若文件不在当前路径,拷贝至当前目录即可。
(3) 运行程序①单步运行程序A.使编程开关处于“RUN”状态,STEP为“STEP”状态,STOP为“RUN”状态。
B.拨动总清开关CLR(0→1),微地址清零,PC计数器清零,程序首地址为00H。
C.单步运行一条微指令,每按动一次START键,即单步运行一条微指令。
对照微程序流程图,观察微地址显示灯是否和流程一致。
D.当运行结束后,可检查存数单元(0B)中的结果是否和理论值一致。
②连续运行程序A.使“STATE UNIT”中的STEP开关置于“EXEC”状态,STOP开关置为“RUN”状态。
B.拨动CLR开关,清微地址及PC计数器,按动START,系统连续运行程序,稍后将STOP拨至“STOP”时,系统停机。
C.停机后,可检查存数单元(0B)结果是否正确。
③若联机运行程序时,按下“F6”进入调试界面进入DEBUG调试界面,总清开关CLR(0→1)清零后,程序首地址为00H,按相应功能键即可联机运行、调试程序。
执行完一条指令后,计算机会根据指令的执行过程在屏幕上画出数据流图,有效的控制信号用高亮显示,并将下一条微指令显示在屏幕下方,可以直接地观察到指令的执行过程。
F1_Step:单步执行机器指令。
一条机器指令对应一段微程序,每执行一条微指令,计算机同时显示数据流图,执行完整条机器指令后停机,此时可以再键入“F1”继续单步下一条机器指令。