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計算機組成原理課程設計微程序控制的模型計算機的設計與調試.doc 17頁

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計算機組成原理課程設計 微程序控制的模型計算機的設計與調試 所 屬 系 計算機工程系 專?? 業 計算機科學與技術 班級 13計算機 學?? 號 姓?? 名 雍寧 盧為 指導教師 吳強 日 期 2015年 操作碼 尋址方式 6 5 4 3 2 1 0 有二種尋址方式 寄存器尋址 操 作 碼 R目 R源 7 6 5 4 3 2 1 0 直接地址尋址 由于地址要占用一個字節,所以此類指令為雙字節指令。 操 作 碼 R目 R源 內 存 地 址 7條機器指令 IN R; 從開關輸入數據送入到指定的寄存器R,并將該數取出通過輸出緩沖器輸出(顯示燈亮)。 格式: 0 0 0 1 R目 0 0 OUT R;從指定的寄存器R中取出數據送入到輸出緩沖器,顯示燈亮。 格式: 0 0 1 0 0 0 R源 LD R , address ;從內存指定單元取出數據,送入指定的寄存器R。 格式: 0 0 1 1 R目 0 0 內 存 地 址 ST address, R; 從指定的寄存器R中取出數據,存入內存指定單元。 格式: 0 1 0 0 0 0 R源 內 存 地 址 ADD R1, R2;將兩個寄存器中的數據相加,結果送到R1。 格式: 0 1 0 1 R目 R源 JMP address; 無條件轉移,即address (PC。 格式: 0 1 1 0 0 0 0 0 內 存 地 址 HALT ; 停機指令。 0 1 1 1 0 0 0 0 數據通路設計 (1)采用MAXPLUS—II軟件工具,先設計出運算器部分,如圖3-1 .ALU.gdf(見附錄四),經時序仿真正確后,進行符號封裝,如圖3-2。 (2)根據指令系統,數據通路中應包括寄存器組,存儲器等,采用單總線結構, 如圖3-3(見附錄四)。 控制器設計 控制器總框圖 . 控 制 信 號 微指令格式和微命令 首先對數據通路進行分析,需要16個控制信號。此外還要2個信號:UPC (表示一段微程序結束),HALT(停機),共需要18個控制信號。采用水平型格式表示。 控制數據通路的16個信號說明如下: G1,G2,G3,G4 分別控制4個多路開關 A,B,C,D,E 分別控制對應的寄存器輸入 F 控制計數器PC的輸入和計數 I 控制指令寄存器的輸入 DEST 目的寄存器的讀出控制信號 SRC 源寄存器的讀出控制信號 WE 對RAM的寫入信號 GWN 通用寄存器組的寫入信號 LDN PC置初值的控制信號 控存的安排和時序信號 本實驗臺采用的芯片是ALTERA公司的FLEX10K10,其中只有6K位的存儲位,本方案中RAM已用了2K位,每8位為一字節,因此RAM共有256個字節。由于MAXplus-II軟件的限制,此處的ROM只能為2K位,即256 個字節。 本方案采用下列方式來獲得3個字節長度的微指令,如下圖3-4所示。 即讀三次ROM,分別存入三個74273寄存器,每次執行UPC+1,完成一條微指令的讀取,完成以上操作須4個工作脈沖。根據分析,執行一條微指令的操作須用2個工作脈沖,因此所需的時序脈沖如圖3-5所示。 ROM 圖3-4 微指令讀出電路 微地址入口電路的設計 為簡單起見,微地址采用8位,其高4位由指令操作碼控制,低4位由一個4位的計數器控制。將ROM的高段地址區用于存放面板指令的微程序,低段地址存儲區存放一

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