計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)倪繼烈

本文格式為Word版，下載可任意編輯——計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)倪繼烈計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書題目：

設(shè)計(jì)一臺(tái)嵌入式CISC模型計(jì)算機(jī)院（系）：

計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院專業(yè)：

網(wǎng)絡(luò)工程學(xué)生姓名：

唐波學(xué)號(hào)：

1100380219指導(dǎo)教師：

陳智勇一、課設(shè)題目：

設(shè)計(jì)一臺(tái)嵌入式CISC模型計(jì)算機(jī)（采用定長(zhǎng)CPU周期、聯(lián)合操縱方式），并運(yùn)行能完成確定功能的機(jī)器語(yǔ)言程序舉行驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)方法可從以下4類中任選一個(gè)：

●連續(xù)輸入5個(gè)有符號(hào)整數(shù)（8位二進(jìn)制補(bǔ)碼表示，用十六進(jìn)制數(shù)輸入），求最小的負(fù)數(shù)的十足值并輸出顯示。

說(shuō)明：①5個(gè)有符號(hào)數(shù)從外部輸入；

②確定要使用符號(hào)標(biāo)志位（譬如說(shuō)SF），并且要使用為負(fù)的時(shí)候轉(zhuǎn)移（譬如JS）或不為負(fù)的時(shí)候轉(zhuǎn)移（譬如JNS）指令。

二．CISC模型機(jī)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)三．操作操縱器的規(guī)律框圖……指令寄放器IR操作碼微地址寄放器地址譯碼操縱存儲(chǔ)器地址轉(zhuǎn)移規(guī)律狀態(tài)條件微命令寄放器P字段操作操縱字段微命令信號(hào)說(shuō)明：

在T4內(nèi)形成微指令的微地址，并訪問操縱存儲(chǔ)器，在T2的上邊沿到來(lái)時(shí)，將讀出的微指令打入微指令寄放器，即圖中的微命令寄放器和微地址寄放器。

四．模型機(jī)的指令系統(tǒng)和全體指令的指令格式由此可見，本模型機(jī)中的指令系統(tǒng)中共有8條根本指令，下表9列出了每條指令的格式、匯編符號(hào)和指令功能。

指令助記符指令格式功能15--1211109870IN1Rd0101××Rd××××××××(Rd)+1→Rd，鎖存標(biāo)志位MOVRd,im0001××Rdim立刻數(shù)→RdCMPRs,Rd0011RsRd××××××××Rs,Rd對(duì)比，INCRd0010××Rd××××××××輸入設(shè)備→RdJNSaddr0100××××addr若大于，那么addr→PCJMPaddr0110××××addraddr→PCOUT1Rs1001Rs××××××××××(Rs)→輸出設(shè)備MOV1Rs,Rd1000RsRd××××××××(Rs)→RdNOTRd0111××Rd××××××××Data取反指令格式：

（1）I/O指令（單字節(jié)）I說(shuō)明：對(duì)Rs和Rd的規(guī)定：

Rs或Rd選定的寄放器00R001R110R211R3五．全體機(jī)器指令的微程序流程圖00PC→ABUS（I）RDROMIBUS→IRPC+100P(1)MOV1OUT1IN1MOVNOTJMPJNSCMPINC030209080107O60504Rs→X-X→Rs鎖存CF，ZFRs→XRd→Y鎖存CF，ZFRd→YY+1→Rd鎖存CF，ZFIR（I）→RdRs→LEDRs→XX→RdIR（A）→PCSW→Rd200000P(2)00000000000000CF=1ZF=1CF=0ZF=010ROM→BUSBUS→PC0000設(shè)計(jì)操作操縱器單元（即微程序操縱器）（1）設(shè)計(jì)微指令格式和微指令代碼表CISC模型機(jī)系統(tǒng)使用的微指令采用全水平型微指令，字長(zhǎng)為25位，其中微命令字段為17位，P字段為2位，后繼微地址為6位，其格式如下：

252423222120191817161514131211109876543210LOADLDPCLDARLDIRLDRiRD_BRS_BS2S1S0ALU_BSW_BLED_BRD_DCS_DRAM_BCS_IADDR_BP1P2后繼微地址由微指令格式和微程序流程圖編寫的微指令代碼表如下所示，在微指令的代碼表中微命令字段從左邊到右代表的微命令信號(hào)依次為：LOADLDPCLDARLDIRLDRiRD_BRS_BS2S1S0ALU_BSW_BLED_BRD_DCS_DRAM_BCS_IADDR_B微地址微命令字段P1P2后繼微地址00110100100011111101100000100110001010001111111000000000021000111010011111110000000103100001100111111111000000000410000010001101111101000011051000101000101111110000010006010000100011111110001000000710001111000111111100000000081000101101011111110001001009100000000011011111000101001001000010001111111000000000（2）設(shè)計(jì)地址轉(zhuǎn)移規(guī)律電路地址轉(zhuǎn)移規(guī)律電路是根據(jù)微程序流程圖3-2中的棱形框片面及多個(gè)分支微地址，利用微地址寄放器的異步置“1”端，實(shí)現(xiàn)微地址的多路轉(zhuǎn)移。

由于微地址寄放器中的觸發(fā)器異步置“1”端低電平有效，與μA4～μA0對(duì)應(yīng)的異步置“1”操縱信號(hào)SE5～SE1的規(guī)律表達(dá)式為：（μA5的異步置“1”端SE6實(shí)際未使用）SE5=FS·P(2)·T4SE4=I7·P(1)·T4SE3=I6·P(1)·T4SE2=I5·P(1)·T4SE1=I4·P(1)·T4六．嵌入式CISC模型計(jì)算機(jī)的頂層電路圖CROM:AA;七．匯編代碼：

MOVR0,00H功能：將0賦給R0MOVR1,FFH將FF賦給R1MOVR2,05H將05賦給R2L0:INCR0計(jì)數(shù)加1CMPR0,R2R0與R2對(duì)比，是否輸入五個(gè)數(shù)JNSL3是跳轉(zhuǎn)L2輸出IN1R3輸入一個(gè)數(shù)到R3CMPR3,R1R3和R1對(duì)比，鎖存CF，ZFJNSL2跳轉(zhuǎn)L2輸出JMPL1跳轉(zhuǎn)L1L1:MOV1R1,R3（R3）→（R1）JMPL0跳轉(zhuǎn)L0L2:NOTR1R1取反INCR1R1加1OUT1R1輸出R1八．機(jī)器語(yǔ)言源程序地址（十六進(jìn)制）匯編語(yǔ)言源程序機(jī)器語(yǔ)言源程序代碼00MOVR0,00H0001000000000000100001MOVR1,FFH000100011111111111FF02MOVR2,05H0001001000000101102503L0:INCR00010000000000000200004CMPR0,R20011100000000000380005JNSL30100000000001100400C06IN1R30101001100000000530007CMPR3,R100111101000000003D0008JNSL20100000000001010400A09JMPL1011000000000001160030AL1:MOV1R1,R310001101000000008D000BJMPL0011000000000001160030CL2:NOTR1011100010000000071000DINCR1001000010000000021000EOUT1R110010100000000009400九．機(jī)器語(yǔ)言源程序的功能仿真波形圖及結(jié)果分析1.MOVR0,00H2.M