计算机组成原理课程设计--微程序设计

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1、微程序设计 1 计算机组成原理课程设计报告 题目：微程序设计 专业：计算机科学与技术 班级： 指导老师： 微程序设计 2 目录 一、 摘要 二、 设计要求 三、 微程序控制器原理 四、 总体设计 五、 测试 六、 结论 七、 参考文献目录 八、 个人总结 微程序设计 3 重庆大学本科学生课程设计任务书 课程设计题目 微程序设计 学院 计算机学院 专业 计算机科学与技术 年级 2008 已知参数和设计要求: 用微程序控制器实现以下指令功能： 交换指令： xchgrm reg, addr ；功能：(reg)(addr)，addr 是 8 位二进制地址 加法指令： addi rd,rs,imme ；

2、功能：rd(rs)+imme addm rd,rs,addr ；功能：rd(rs)+(addr) 带右移的加法运算： add ri ,rj , n ; ri （ri）+（rj） n，rj中内容不变 学生应完成的工作: 根据模型计算机的数据路径以及微程序控制器的工作原理， 设计各指令格式以 及编码，并实现各机器指令微代码，根据定义的机器指令，自拟编写包含以下指令 的应用程序。参考实验 5.3、6.1。上机调试并输出正确结果，给出完整的设计报 告。 课程设计的工作计划: 任务下达日期 年 月 日 完成日期 年 月 日 指导教师 (签名) 学 生 (签名) (签名) 微程序设计 4 一、 摘要 利用

3、 CPU 与复杂机设计实验中所学到的实验原理以及编程思想，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。完成了各指令的 格式以及编码设计，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。 在本设计中完成了，交换指令：XCHGRM reg addr ；加法指令：ADDI rd,rs,imme； ADDM rd,rs,addr；带右移(n 位)的加法运算：ADDN ri ,rj , n。 关键词：微程序控制器原理 微指令编码 机器指令微代码 指令格式 设计流程图 二、 设计要求 要求：要求：用微程序控制器实现以下指令功能（各类指令至少包括一条） ，设计各机器指

4、 令格式以及编码，并实现各机器指令功能的微代码，根据定义的机器指令，自拟编写包 含以下机器指令的应用程序。 交换指令： xchgrm reg, addr ；功能：(reg)(addr)，addr 是 8 位二进制地址 xchgmm addr1,addr2 ；功能：(addr1)(addr2)，addr 是 8 位二进制地址 加法指令： addi rd,rs,imme ；功能：rd(rs)+imme addm rd,rs,addr ；功能：rd(rs)+(addr) 带右移的加法运算： add ri ,rj , n ; ri （ri）+（rj） n，rj中内容不变 三、 微程序控制器原理 下面讲

5、述一下模型计算机的数据格式及指令系统。 1数据格式 模型机规定采用定点补码表示法表示数据，字长为位，8 位全用来表示数据（最 高位不表示符号） ，数值表示范围是： 0X281。 2指令设计 模型机设计三大类指令共十五条，其中包括运算类指令、控制转移类指令，数据传 送类指令。运算类指令包含三种运算，算术运算、逻辑运算和移位运算，设计有 6 条运 算类指令，分别为：ADD、AND、INC、SUB、OR、RR，所有运算类指令都为单字节， 寻址方式采用寄存器直接寻址。控制转移类指令有三条 HLT、JMP、BZC，用以控制程 序的分支和转移，其中 HLT 为单字节指令，JMP 和 BZC 为双字节指令。

6、数据传送类 指令有 IN、OUT、MOV、LDI、LAD、STA 共 6 条，用以完成寄存器和寄存器、寄存 器和 I/O、寄存器和存储器之间的数据交换，除 MOV 指令为单字节指令外，其余均为 微程序设计 5 双字节指令。 实验中我们将指令 LDI、 OR、 RR 分别替换为 ADDI、ADDM、XECHAGE、 ADDN，并对流程控制做相应的修改。 3指令格式 所有单字节指令（ADD、AND、INC、SUB、OR、RR、HLT 和 MOV）格式如下： 7 6 5 4 3 2 1 0 OP-CODE RS RD 其中，OP-CODE 为操作码，RS 为源寄存器，RD 为目的寄存器，并规定： IN 和 OUT 的指令格式为： 7 6 5 4(1) 3 2(1) 1 0(1) 7-0(2) OP-CODE RS RD P 其中括号中的 1 表示指令的第一字节，2 表示指令的第二字节，OP-CODE 为操作码，RS 为源寄存器，RD 为目的寄存器，P 为 I/O 端口号