计算机硬件课程设计报告--基于微程序的复杂模型机设计

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1、 硬件课程设计报告 基于微程序的复杂模型机设计 一、实验一、实验目的目的 经过一系列硬件课程的学习及相关实验后， 做一个综合的系统性的设计， 这在硬件方面 是一个提高，进一步培养实践能力。 二、二、实验内容实验内容 搭建一台 8 位模型机，指令系统要求有 10 条以上，其中包括运算类指令、传送类指令、 控制转移类指令、输入输出指令、停机指令等。 三、三、 设计思路设计思路 1.确定设计目标：确定所设计计算机的功能和用途。 2.确定指令系统：确定数据的表示格式、位数、指令的编码、类型、需要设计哪些指令 及使用的寻址方式。 3.确定总体结构与数据通路： 总体结构设计包含确定各部件设置以及它们之间的

2、数据通 路结构，列出各种信息传送路径以及实现这些传送所需要的微命令。 4.设计指令执行流程：数据通路确定后，就可以设计指令系统中每条指令的执行流程。 根据指令的复杂程度。每条指令所需要的机器周期数。对于微程序控制的计算机，根据总线 结构，需要考虑哪些微操作可以安排在同一个微指令中。 5.确定微程序地址： 根据后续微地址的形成方法， 确定每条微程序地址及分支转移地址。 6.根据微指令格式，将微程序流程中的所有微操作进行二进制代码化，写入到控制存储 器中的相应单元中。 7.组装、调试：在总装调试前，先按功能模块进行组装和分调，因为只有功能模块工作 正常后，才能保证整机的运行正确。 四、四、指令系统

3、列表指令系统列表 指令系统应包括：算术逻辑运算指令、访存指令、控制转移指令、I/O 指令、停 机指令。 一般指令格式： DATA/ADDR OP-CODE RS RD 模型机的指令系统： 指令名称指令名称 操作码操作码 指令功能指令功能 Mov1 0000 寄存器之间的移动 Add 0001 相加 Store 0010 从寄存器放入内存 Read 0011 从内存读入寄存器 Jmp 0100 跳跃到某一步 Rcl 0101 逻辑左移 Xor 0110 做异或 i/o 读 0111 读取端口信息 i/o 写 1000 往端口写信息 Mov2 1001 将立即数放入寄存器 四、四、 微操作流程图微

4、操作流程图 PCAR PC+1 RAMBUS BUSIR 01 02 P(1) R0DR1 R1DR2 (DR1)+(DR 2) R1 PCAR PC+1 PIN POU T ADD JMP RAMBUS BUSPC 01 01 01 01 PCAR PC+1 RAMBUS BUSAR STORE RIRAM PCAR PC+1 PCAR PC+1 RAMBUS BUSAR RAMBUS BUSAR RAMBUS BUSAR RAMBUS BUSAR PortRi RiPort R2-LDDR2 六、六、实现程序实现程序 PCAR PC+1 RAMBUS BUSIR P(1) 01 02 LO

5、AD MOV(1) MOV(2) XOR RS-BUS Bus-RD 01 PCAR PC+1 RAMBUS BUSRi 01 (299)左移299 299R0 01 R0DR1 R1DR2 R0R1R1 01 PCAR PC+1 RAMBUS BUSAR RAMRI 01 RCL $P0030 $P0140 $P0201 $P0335 $P0450 $P0511 $P0625 $P0760 $P0861 $P0955 $P0A90 $P0B90 $P0C80 $P0D03 $P0E70 $P0F00 $P1080 $P1101 $P1240 $P1300 七、七、微微指令指令 $M00018

6、001 $M0101ED82 $M0200C050 $M1301ED85 $M0500E006 $M06009001 $M10019201 $M1101A203 $M0301B404 $M04959A01 $M1201ED87 $M0700E008 $M08028201 $M1601A209 $M0901B40A $M0A699A01 $M1531820B $M0B11880C $M0C019801 $M1401ED8D $M0D00D181 $M1901ED8E $M0E009001 $M1701ED8F $M0F00E020 $M20011001 $M1801EDA1 $M2100E022 $M22030201 八八、截图截图 Read r0 Mov r0，r1 Read r1 Add r0,r1 Xor r0,r1 Rcl r1 Mov 90h,r0 Out r0 03H In r0 00h Out r0 01h Jmp 00h 九、心得体会九、心得体会 硬件课程设计，从开始做的时候一片