文档介绍：计算机组成原理
课程设计报告
课题: 基本模型机设计与实现
专业班级: 软件技术1班
学号:
姓名:
指导教师:
目录
实验的目的及内容.....................................................3
设计的原理.................................................................4
二进制微代码表设计................................................10
机器指令程序............................................................12
线路连接图................................................................12
微程序流程及说明....................................................13
心得体会....................................................................20
实验目的及内容
实验目的:
在掌握部件单元电路实验的基础上,进一步将其组成系统结构一台基本模型计算机。
熟悉五条机器指令的功能、操作码、字节数、微程序流程图以及计算机各部件的基本功能,熟练掌握计算机内部信息流、数据流的传送。
为其定义五条机器指令,并编写相应的微程序,具体上机调试掌握整机概念。
课设内容:
,包括原理框图与实验箱布置
二、设计的原理
基本模型机实验原理图
基本模型机设计与实现
这个实验的原理图如上图(1)所示。部件实验过程中,各部件单元的控制信号是人为模拟产生的,而本次实验将能在微程序控制下自动产生各部件单元控制信号,实现特定指令的功能。计算机数据通路的控制将由微程序控制器来完成,CPU从内存中取出一条机器指令到指令执行结束的一个指令周期全部由微指令组成的序列来完成,即一条机器指令对应与一个微程序。
本实验采用五条机器指令:IN(输入)、ADD(二进制加法)、STA(存数)、OUT(输出)、JMP(无条件转移)其指令格式如下(前4位为操作码):
 
助记符机器指令码说明
IN 0000 0000 “INPUT DEVICE”中的开关状态→R0
SUB addr 0001 0000 xxxxxxxx R0 - [ addr ] →R0
STA addr 0010 0000 xxxxxxxx R0→[ addr ]
OUT addr 0011 0000 xxxxxxxx [addr ] →BUS
JMP addr 0100 0000 xxxxxxxx addr → PC
其中IN为单字长(8位),其余为双字长指令,xxxxxxxx为addr对应的二进制地址码。
为了向RAM中装入程序和数据,检查写入是否正确,并能启动程序执行,还必须设计三个控制台操作微程序。
存储器读操作(KRD):拨动总清开关CLR后,控制台开关SWB、SWA为“00”时,按START微动开关,可对RAM连续手动读操作。
存储器写操作(KWE):拨动总清开关CLR后,控制台开关SWB、SWA为“01”时,按START微动开关,可对RAM进行连续手动写入。
启动程序:拨动总清开关CLR后,控制台开关SWB、SWA置为“11”时,按START微动开关,即可转入到第01号“取址”微指令,启动程序运行
微代码定义如下表所示:
24
23
22
21
20
19
18
17
16
15 14 13
12 11 10
9 8 7
6
5
4
3
2
1
S3
S2
S1
S0
M
Cn
WE
A9
A8
A
B
C
uA5
uA4
uA3
uA2
uA1
uA0
A字段 B 字段 c字段
本实验设计机器指令程序如下指令程序。
地址(二进制) 内容(二进制) 助记符说明
0000 0000 0000 0000 IN “INPUT DEVICE”→R0
0000 0001 0001 0000 ADD[0AH] R0+[OAH] →R0
0000 0010 0000 1010
0000 0011 0010 0000 STA [0BH] R0→[0BH]
0000 0100 0000 1011
0000 0101 0011 0000 OUT [0BH] [0BH]