计算机组成原理课程设计--基本模型机指令系统

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1、课程设计说明书（封面请重新排版）题目:计算机组成原理课程设计院系：计算机科学与工程学院专业班级：计算机08-6学号：学生姓名：指导教师：2010年12月11日安徽理工大学课程设计（论文）任务书计算机科学与工程院系计算机硬件教研室学号2008302982学生姓名王加昭专业（班级）计算机08-6设计题目基本模型机指令系统设计技术参数1.本系统采用DJ-CPTH超强型计算机组成原理教学实验系统设计指令系统，在实验箱上加以实现。2.利用软件工程中的可行性研究以及分析方法，进行系统分析。设计要求1.在基本模型机的基础上构建一组能实现输入、输出、加、减、逻辑与、逻辑或、逻辑非、转移指

2、令等8个功能的指令,这些指令的助记符不得与指导书上相同。2.指令包括立即数寻址、寄存器直接寻址、存储器直接寻址三种寻址方式。3.利用新构建的指令系统编程，分别实现带进位的循环左移功能。工作量1.课程设计说明书1000字；2.画出流程图,编写微指令代码和程序。工作计划设计课一：分析设计要求，制定设计计划，完成指令系统设计，并在CPTH实验软件中形成.mic文件设计课二：分析设计编写程序实现带进位的循环左移设计课三：在微机和试验仪的支持下，调入指令系统和程序，运行，测试，完成系统的设计设计课四：提交设计报告参考资料[1]李敬兆.8086/8088和基于ARM核汇编语言程序设计

3、[2]清华大学出版社.计算机组成原理与设计实验指导[3白中英.计算机组成原理指导教师签字教研室主任签字2010年12月9日IV指导教师评语：成绩：指导教师：年月日安徽理工大学课程设计（论文）成绩评定表IV摘要本次课程设计课题是基本模型机的设计与实现，设计是在DJ-CPT816计算机组成原理实验仪和仿真软件上进行的。实验原理是计算机数据通路的控制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。设计出的指令包括传送

4、，逻辑与，逻辑或，算术加，减运算，输入，输出，转移这八种指令，且运用直接寻址，立即数寻址，寄存器寻址，间接寻址四种寻址方式。利用新构建的指令系统编程，实现带进位的循环左移的功能。这一课题的实现使我们对各种微指令有了熟练的掌握。关键词：指令，寻址，带进位的循环左移IV目录1系统分析11.1设计背景11.2设计目标22系统设计42.1模型机的指令系统设计42.2模型机的微指令设计52.3带进位的循环左移程序设计103系统实现123.1实现带进位的循环左移123.2程序系统分析123.3程序微指令分析133.4实验结果144总结154.1设计体会154.2系统改进15参考文献1

5、7IV安徽理工大学课程设计（论文）1系统分析1.1设计背景通过计算机组成原理理论课和几次实验的学习，尝试设计八类机器指令，并编写相应的微程序，完成由基本单元电路构成一台基本模型机，再经过调试指令和模型机使其在微程序的控制下自动产生各部件单元的正常工作控制信号。本课程设计的模型机的指令码为8位，根据指令类型的不同，可以有0到2个操作数，指令码的最低两位用来选择R0-R3寄存器。在微程序控制方式下，用指令码作为微地址来寻址微程序存储器，找到执行该指令的微程序。在本模型机中，一条指令最多分为四个状态周期，一个状态周期为一个时钟脉冲，每个状态周期产生不同的控制逻辑，实现模型机的各

6、种功能。模型机有24位控制位以控制寄存器的输入输出，选择运算器的运算功能，存储器的读写。简言之，这次设计，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条微程序，一条微程序又有若干微指令组成，一条微指令的功能由24位操作信号（即控制位）实现。本设计是在DJ-CPT816计算机组成原理实验仪和仿真软件上进行的24位控制位分别介绍如下：XRD：外部设备读信号，当给出个外设的地址后，输出此信号，从指定外设读数据。EMWR：程序存储器EM写信号EMRD：程序存储器EM读信号

7、PCOE：将程序计数器PC的值送到地址总线ABUS上EMEN：将程序存储器EM与数据总线DBUS接通，有EMWR和EMRD决定是将DBUS数据写入EM中，还是从EM读出数据到DBUSIREN：将程序存储器EM独处的数据打入指令寄存器IR和微指令计数器uPCEINT：中断返回时清除中断响应和中断请求标志，便于下次中断。ELP：PC打入允许，与指令寄存器的IR2.，IR3位结合，控制程序跳转。MAREN：将数据总线DBUS上数据打入地址寄存器MARMAROE：将地址寄存器MAR的值送到地址总线ABUS上OUTEN：将数据总线DBU