文档介绍：硬件课程设计报告
——基于微程序的复杂模型机设计
一、实验目的
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、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。
设计思路
:确定所设计计算机的功能和用途。
: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。
:总体结构设计包含确定各部件设置以及它们之间的数据通路结构,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。
: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。
: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。
,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。
、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、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
操作码
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
微操作流程图
01
PC→AR PC+1
02
RAM→BUS BUS→IR
POUT
PIN
P(1)
STORE
JMP
ADD
RAM→BUS
BUS→PC
PC→AR
PC+1
RAM→BUS
BUS→AR
RAM→BUS
BUS→AR
RAM→BUS
BUS→AR
RAM→BUS
BUS→AR
PC→AR
PC+1
RAM→BUS
BUS→AR
PC→AR
PC+1
PC→AR
PC+1
(DR1)+(DR2) →R1
R1→DR2
R0→DR1
01
Ri→Port
Port→Ri
RI→RAM
01
01
01
RCL
01
R0⊕R1→R1
R1→DR2
R0→DR1
01
299→R0
(299)左移→299
RAM→BUS
BUS→Ri
PC→AR
PC+1
XOR
MOV(2)
MOV(1)
LOAD
02
01
P(1)
RAM→BUS
BUS→IR
PC→AR
PC+1
PC→AR
PC+1
RS->BUS
Bus->RD
01
R2->LDDR2RAM→BUS
BUS→AR
RAM→RI
01
01
六、实现程序
$P0030
$P0140
$P0201
$P0335
$P0450
$P0511
$P0625
$P0760
$P0861
$P0955
$P0A90
$P0B90
$P0C80
$P0D03
$P0E70
$P0F00
$P1080
$P1101
$P1240
$P1300
七、微指令
$M00018001
$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、截图
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Mov r0,r1
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Add r0,r1
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