實驗四復(fù)雜模型機的組成與程序運行

1、內(nèi)蒙古師范大學(xué)計算機與信息工程學(xué)院計算機組成原理課程設(shè)計報告題目：實驗四 復(fù)雜模型機的組成與程序運行任務(wù)描述設(shè)計題目型機的組成與要TD-CMA計算學(xué)實驗系統(tǒng)，姓 名學(xué)號班級08計算機科學(xué)與技術(shù)（非師）指導(dǎo)教師職稱日期名稱：復(fù)雜模程序運行求：基于 機組成原理教 設(shè)計一個復(fù)雜BZC RESULT;為0則跳轉(zhuǎn)計算機整機系統(tǒng)一模型機，分析其工作原理。根據(jù)模型機的數(shù)據(jù)通路以及微程序控制器的工作原理，設(shè)計完成以下兒條機器指令和相應(yīng)的微程序，輸入程丿子并運START:IN OOH, R1DECR1LAD R3, RI, OOH；從MEM讀入數(shù)據(jù)送R3,變址尋址，偏移量為00HADD RI1OOH, R3 ；

2、累加求和INCRI;變址寄存加1,指向下一數(shù)據(jù)OUT40H, RI1OOH:和在OUT單元顯示JMPSTART;跳轉(zhuǎn)至STARTRESULT: HLT;停機50H、51H、52H、53H、54H、55H單元內(nèi)容分別為 12H、34H、55H、23H、05H。2設(shè)計設(shè)備PC機一臺，TD-CMA實驗系統(tǒng)一套，排線若干。3設(shè)計原理和方法設(shè)計原理3.1.1數(shù)據(jù)格式：模型機規(guī)定采用定點補碼表示法表示數(shù)據(jù)，字長為8位，8位全用來表示數(shù)據(jù)（最高位不表示符號）76 5 4 3 21符號尾數(shù)數(shù)值表示范圍是：0o( RD BL741392.4 DECODER74139LDROLDR1LDR2LDR3BOo o o

3、RO BY10NAlYUNB1Y12NA2Y13NB2Y20NG1NY21NG2NY22NY23N12】13RSBC2:4 DECODERR1 BR3 BI冬13-3-4奇存器譯碼原理圖根據(jù)機器指令系統(tǒng)要求，設(shè)計微程序流程圖及確定微地址，如圖5-3-5所 小O按照系統(tǒng)建議的微指令格式，見表3-3-4,參照微指令流程圖，將每條微指令代碼化，譯成二進制代碼表，見表5-3-5,并將二進制代碼表轉(zhuǎn)換為聯(lián)機操作 時的十六進制格式文件。表3-3-4微指令格式232221201018-1514-1211-98-65-0M23CNWRRDIOMS3-S0A字段B字段C字段UA5-UA0其中，A、B、C三個字段

4、的編碼方案如下表:A字段B字段C字段141312選擇11 109選擇876選擇000N0P000NOP000NOP001LDA001ALU-B001P010LDB010RS_B010P011LDRi011RD_BonP100保留100RI_B100保留101LOAD101保留101LDPC110LDAR110PC_B110保留111LDIR111保留111保留復(fù)雜模型機連線圖吋修崢MH1舎飆気-flci-SMTS1u召:KZ-.1拉馳diWKUK RDI0RD IOWKTOI：xiorMEWt 兀innXA7A7LIWiL.D6Faxii :RSJ! RD J! RIJ! SI F1CIYOu

5、_ - 川噸ooq1-0-0-c；7icoriLJm-ggXIOR0AI.跡詢尤1AILH1X7I LIMIX| I 11 r?S?mmi17ir1吃鋼i awK：U?-WII.DIHi.arI.BAHL.I3LE ni.W/tLDTt微程序流程圖節(jié)：1.嘰 烈溜需霊RlB竄扁阿-一rl一 lln_ ,u_ 一 1 I 11 I 1 1 -LMRLWXPCJ?cnMmE7QUA4代碼清單微程序代碼清單地址十六進制高五位S3-S0A字段B字段C字段UA5UAO0000 00 010000000000000000000000010100 6D 430000000001101101010000110

6、310 70 700001000001110000011100000400 24 050000000000100110000001010504 B2 010000010010110010000000010600 24 070000000000100110000001110701 32 010000000100110010000000010810 60 090001000001100000000010010918 30 010001100000110000000000010A10 60 100001000001100000000100000B00 00 010000000000000000000

7、000010C10 30 010001000000110000000000010D20 06 010010000000000011000000010E00 53 410000000001010011010000010F00 00 CB0000000000000000110010111028 04 010010100000000100000000011110 30 010001000000110000000000011206 B2 010000011010110010000000011300 24 140000000000100110000101001405 B2 01000001011on00

8、10000000011500 24 16000000000010Oil0000101101601 B2 01000000011Oil0010000000011700 24 18000000000010Oil0000110001802 B2 01000000101on001000000001IB00 53 410000000001010011010000011C10 10 ID000100000001000000011101ID10 60 8C000100000110000010001100IE10 60 IF000100000110000000011111IF10 10 20000100000

9、0010000001000002010 60 8C0001000001100000100011002810 10 290001000001100000001010012900 28 2A0000000000101000001010102A04 E2 2B000001001no0010001010112B04 92 8C0000010010010010100011002C10 10 2D0001000000010000001011012D00 2C 2E0000000000101100001011102E04 E2 2F0000010011100010001011112F04 92 8C0000

10、0100010010010100011003000 16 04000000000001Oil0000001003100 16 06000000000001Oil0000001103200 6D 480000000001101101010010003300 6D 4A0000000001101101010010103400 34 010000000000110100000000013500 00 350000000000000000001101013600 6D 510000000001101101010100013700 16 120000000000010110000100103800 16

11、 130000000000010110000100113900 16 150000000000010110000101013A00 16 170000000000010110000101113B00 00 010000000000000000000000013C00 6D 5C0000000001101101010111003D00 6D 5E0000000001101101010111103E00 6D 6800000000001101101011010003F00 6D 6C000000000110110101101100機器指令代碼清單0000 000000100000：STAR!、IN

12、 RO, OOH從IN單元讀入計數(shù)初值,做加法的次數(shù)為00H0000 000100000000；0000 001001100011；LDIR2, 50H將立即數(shù)送到R20000 001100000001：0000 010010001101；SUBRl, R3R1-R3-R10000 010111110000：BZCRESULT為0跳轉(zhuǎn)內(nèi)容地址助記符說明既0000 01100001 1101；ADD Rl, R3還原被減去的01H, R1+R3-Rl0000 10000110 0010：LDI RO, OOH和初值為OOH, RO為和的存儲0000 10111100 1011；START:LAD

13、 R3,RI,OOH 從MEM讀入數(shù)據(jù)送到R3,変址尋址，偏移量為00H0000 11010000 0000 ；0000 11100000 1100：ADD RO, R3累加求和oooo mi0011 0000：OUT 40H, RO和在OUT單元輸出0001 11011101 0000：STA 60H, RO將所求和送入60H存儲單元0001 00100110 0000：0001 00110111 0010；INC RI變址寄存器加1,指向下一數(shù)據(jù)0001 01000110 0011；LDI R3, 01H向R3裝入主裝數(shù)01H,作為計數(shù)初值即次數(shù)是否到的次數(shù)0001 01010000 00

14、01；0001 01101000 1101；SUB Rl, R3R1-R3-R10001 0111mi oooo：BZC RESULT測試計數(shù)器是否為0,為0跳轉(zhuǎn)0001 10010001 1011；0001 10011110 oooo：JMP START跳轉(zhuǎn)至START繼續(xù)執(zhí)行0001 1010OOOO 1100：0001 10110101 oooo：RESULT： HLT停機化簡后的機器指令:地址內(nèi)容00200100026203500461050006CB0700080D09720A630B010C8C0DF00E110FE0100611341240135014E01506160017CB

15、180019501AE01BC01C501DCD1EAB1FEB5設(shè)計運行結(jié)果分析程序執(zhí)行過程第一步：取指H才W做字涪訪第二步：分析指令匕戲迎協(xié)用廉郊儀8TD-CMA -統(tǒng)合惟文皺飯舉董略用】 ifX二丈俶日仗&（巳fifiCy）匸口邏）實盈呵花flllQ冕MQ） 0M 應(yīng)枚Q）也冬田口血I ftbltl）n國旦里些隊令性實金q ? 24 ?LT 1 金si k isnETli羽C主存OV7FCPUAR =r?LDARLCPC常5rsIrL刪思線Ar ABIOY2MEM =20iOR*IOR?I6H拉制總踐3I0MTTTiMira iorov如地址譯碼吃IW3lOC/dINWK)3!0R10啦

16、ICWionI 242322x191817161514Vi11 10087654321心RM23HTA師冊S3$2S1$0人LORBPCcLDPCWgHA?KMWAJJC COX11， 0001 10000；01 1 100 I 00,o r 111b00I oN 11CO10*000)C0Ci o1lJ 011 010 1| 00100 0 第三步：執(zhí)行指令242019181?1615141211 109 8 7654321 I心R略MTA師w加S3S2S1SDAID陌&NRCPO* KMMA3KA?MAIKAJj2C OW80001000000 0100 ! 00 0 0o410r oim

17、tnO001000001 1000 00 1 0001100_丈忡囚fifiCsD匸口(E)實EJ花ftllZ) .!占試0巨戲(3) (2)也歹 田口血I剳飭凹C IS BBSIROUIM A5 地址譯碼INW徑制總銭FC FZ- ALU8j/廠PC= :r-令 亙昱?)j? ! Q R w G910mIOV2I0R*10V侔PC-E*T3* / 控制佑號i(yn gIOY9CPULOBLORLCuj_oeLOWLCPCOY?INIMJ洋MEM =數(shù)據(jù)總線10*1譯碼呼I I TTTiww lORtf IS碎8259AR = CbRJI-R1R2R3-0FlLZJFlRO_B* R1.BX

18、忠一并 R3.W u LL 匚 丄L“LLlnrririTLDRO LDR1 LDP2 LDR3g?顯示輸出結(jié)果:政轂樓用殛郃位ZHDCA -絞Qft丈飯番量略用】二 文歟日 演曰5Ci)匸口C)實盈也 花fllll) HGJ占試(0 0M(B)虔老(2)設(shè)董 田口血I剳劎且 ”m o|a !H 0 E 煤臺fl実宅 ?色只刊帀！ 0$ Q交今區(qū)c. z?y a ?T3RO_E* R1.8Tr rLDRO LDR1LDR2 I I LDR3inlgIOY9ir-JTA*PiemTT3 LRIR =tfeiU線32；.r? W IOR0 isve24曲RMX191817161514B121110987B5432心 RM23 HTA 師W CW S3 $2$1 Sfl A-&C1 hUS WM MA3 32 KM UA：iC COX01000o 0000 O 1 I 01 | 11oiiioioio oiicoxtn a | o | o ( n 1 n 1110O00丄L曲輪迎字該段程序的功能是：先在內(nèi)存中地址為50H-55H單元設(shè)置數(shù)據(jù)02-07,再從R0端輸入循環(huán)次，再減去RO-1, 直減到R0為0時為止。輸出結(jié)果。從而實現(xiàn)累加求和的