計算機組成原理課程設計報告ifelse語句

1、1 微程序控制器原理12 模型機結構及各模塊功能22.1 模型機的結構圖如下：22.2各模塊簡介23 微指令格式介紹34 指令系統(tǒng)說明45 指令流程圖56 內存中機器指令序列57 微程序清單68 心得體會71 微程序控制器原理微程序設計技術是利用軟件方法來設計硬件的一門技術。即仿照通常的解題程序的方法，把操作控制信號編成所謂的“微指令”，存放到一個只讀存儲器里。當機器運行時一條又條地讀出這些“微指令”，從而產生全機所需要的各種操作控制信號，使相應部件執(zhí)行所規(guī)定的操作。微程序控制器的原理框圖如下所示?？刂拼鎯ζ鳎捍娣艑崿F(xiàn)全部指令系統(tǒng)的微程序，它是一種只讀型存儲器。要求速度快，讀出周期短。 微地址

2、寄存器：存放讀出微指令的直接地址，決定要讀取的下一條微指令的地址。微命令寄存器：保存讀出微指令的操作控制字段和判別測試字段的信息。 地址轉移邏輯：承擔自動完成修改微地址的任務。2 模型機結構及各模塊功能2.1 模型機的結構圖如下：2.2各模塊簡介內存：即主存，存放指令序列和數據，其存容量為2kb。alu：cpu的算術邏輯單元，進行各種算術邏輯運算。dr1、dr2：cpu的兩個數據緩沖寄存器，用來暫時存放由數據存儲器讀出的一個數據字，或來自外部接口的一個數據字。r0、r1、r2：通用寄存器。其功能是：當算術邏輯單元執(zhí)行算術或邏輯運算時，為alu提供一個工作區(qū)。在微程序控制中只有r0可用。ar：地

3、址寄存器，用來保存當前cpu所訪問的內存單元的地址，在cpu讀寫內存的期間驅動地址總線上的地址信息。pc：程序計數器，用來確定下一條指令的地址，順序尋址pc+1->pc；跳躍尋址將指令中的地址碼裝入。p1：p1測試，即進行指令譯碼，對指令的操作碼進行測試，向操作控制器發(fā)送具體操作的信號。ir：指令寄存器，保存當前執(zhí)行的指令，是指令譯碼器的輸入。cpu取指時先將指令送數據緩沖寄存器，送指令寄存器。3 微指令格式介紹 4 指令系統(tǒng)說明本實驗設計的指令系統(tǒng)包含四條機器指令：in（輸入指令）、sub（減法指令）、out（輸出指令）、jmp（無條件轉移指令）。= 助記符 操作碼地址碼說明- in

4、r0,sw 0010 0000 數據開關狀態(tài)r0 sub r0,addr 0100 0000 r0-addrr0 out ro,led 0110 0000 addrled jmp addr 1010 0000 xxxxxxxx addrpc= jmp為雙字節(jié)指令，其余為單字節(jié)指令。本實驗為突出指令主要功能，將sub指令也設計為單字長指令，默認從sub操作碼的下一個內存單元（即pc+1）得到另一個操作數。5 指令流程圖6 內存中機器指令序列依據本實驗的指令系統(tǒng)，在內存中編寫一個簡單的if-else語句，實現(xiàn)求兩個數之差的絕對值，且該語句能夠自動無限循環(huán)執(zhí)行。用偽代碼表示如下：while (tru

5、e)if (a > b)out (a - b); else out (b - a);機器指令格式說明（“p”代表機器指令，數字均為十六進制）：pxx xx地址 機器代碼p00 20 in r0, swp01 40sub r0, pc+1p0204p0300p0460out r0p0580jmp addrp06007 微程序清單32位微控制代碼說明（“m”代表微指令）：mxx xx xx xx xx微地址 32位微指令代碼具體的微程序代碼如下：微地址32位微指令代碼說明0000000080空操作0120006040pc>ar, pc+10200801012ram>bus, bu

6、s>ar03未定義04未定義05未定義0640290280（固定指令）07未定義0800000080用戶自定義單元0900000281sw>r00a800004b0ro>dr10b83000080ro>led0c20006048pc>ar, pc+10d200060c8pc>ar, pc+10e506002a8dr1-dr2>ro0f20006028pc>ar, pc+11080000888ro>dr21140060280dr1-dr2>ro1200c02080ram>pc1300800870ram>dr214008004

7、08ram>dr115000080f2條件測試（cy.z=1)·未定義·未定義·未定義1f00002080pc+18 心得體會本次課程設計的主要任務是為現(xiàn)有的模型機設計指令系統(tǒng)以使其能夠完成一定的運算功能，以鞏固和實踐本學期所學習的理論知識。我沒有單純的為設計指令而設計指令，而是采取了以所要實現(xiàn)的功能為驅動，進而決定需要哪些指令，然后進行設計，這樣不僅達到了設計指令的目的，而且體驗到了指令在實際編程中的工作方式，加深了對機器指令的理解。這次課程設計我設計指令實現(xiàn)了if-else語句，在指令設計的過程中，遇到了一個二分支判斷的問題，我最初設想了三種方案，經過跟

8、同學討論否定了一種，后又在老師的指導下，分析了另外兩種方案，最終選擇了通過p3測試，在微程序內部實現(xiàn)流程轉移。這種方法不僅使得指令系統(tǒng)簡單，而且由于采用硬件實現(xiàn)，速度很快，而我原來的那兩套方案都是用軟件實現(xiàn)類似功能，速度慢，且邏輯復雜，不符合指令系統(tǒng)設計的目標和要求。通過這個方案選擇的過程，我加深了指令系統(tǒng)性能要求的理解，對指令系統(tǒng)的工作方式有了更清晰的認識。在本次課程設計之前，我對程序計數器pc的理解并不深刻，經常會將其和微程序的地址控制邏輯弄混。通過這次課程設計，我才真正理解：pc就是一個地址指針，只能指示內存單元。在我設計的指令系統(tǒng)中，經常需要修改pc的值來實現(xiàn)某些功能?，F(xiàn)在我已經初步體會到pc的強大功能和在指令執(zhí)行過程中的重要地位。通過這一周的學習，我對計算機各部件的組成和功能有了一個新