計算機組成原理課程設(shè)計報告ifelse語句

1、1 微程序控制器原理12 模型機結(jié)構(gòu)及各模塊功能22.1 模型機的結(jié)構(gòu)圖如下：22.2各模塊簡介23 微指令格式介紹34 指令系統(tǒng)說明45 指令流程圖56 內(nèi)存中機器指令序列57 微程序清單68 心得體會71 微程序控制器原理微程序設(shè)計技術(shù)是利用軟件方法來設(shè)計硬件的一門技術(shù)。即仿照通常的解題程序的方法，把操作控制信號編成所謂的“微指令”，存放到一個只讀存儲器里。當(dāng)機器運行時一條又條地讀出這些“微指令”，從而產(chǎn)生全機所需要的各種操作控制信號，使相應(yīng)部件執(zhí)行所規(guī)定的操作。微程序控制器的原理框圖如下所示?？刂拼鎯ζ鳎捍娣艑崿F(xiàn)全部指令系統(tǒng)的微程序，它是一種只讀型存儲器。要求速度快，讀出周期短。 微地址

2、寄存器：存放讀出微指令的直接地址，決定要讀取的下一條微指令的地址。微命令寄存器：保存讀出微指令的操作控制字段和判別測試字段的信息。 地址轉(zhuǎn)移邏輯：承擔(dān)自動完成修改微地址的任務(wù)。2 模型機結(jié)構(gòu)及各模塊功能2.1 模型機的結(jié)構(gòu)圖如下：2.2各模塊簡介內(nèi)存：即主存，存放指令序列和數(shù)據(jù)，其存容量為2kb。alu：cpu的算術(shù)邏輯單元，進行各種算術(shù)邏輯運算。dr1、dr2：cpu的兩個數(shù)據(jù)緩沖寄存器，用來暫時存放由數(shù)據(jù)存儲器讀出的一個數(shù)據(jù)字，或來自外部接口的一個數(shù)據(jù)字。r0、r1、r2：通用寄存器。其功能是：當(dāng)算術(shù)邏輯單元執(zhí)行算術(shù)或邏輯運算時，為alu提供一個工作區(qū)。在微程序控制中只有r0可用。ar：地

3、址寄存器，用來保存當(dāng)前cpu所訪問的內(nèi)存單元的地址，在cpu讀寫內(nèi)存的期間驅(qū)動地址總線上的地址信息。pc：程序計數(shù)器，用來確定下一條指令的地址，順序?qū)ぶ穚c+1->pc；跳躍尋址將指令中的地址碼裝入。p1：p1測試，即進行指令譯碼，對指令的操作碼進行測試，向操作控制器發(fā)送具體操作的信號。ir：指令寄存器，保存當(dāng)前執(zhí)行的指令，是指令譯碼器的輸入。cpu取指時先將指令送數(shù)據(jù)緩沖寄存器，送指令寄存器。3 微指令格式介紹 4 指令系統(tǒng)說明本實驗設(shè)計的指令系統(tǒng)包含四條機器指令：in（輸入指令）、sub（減法指令）、out（輸出指令）、jmp（無條件轉(zhuǎn)移指令）。= 助記符 操作碼地址碼說明- in

4、r0,sw 0010 0000 數(shù)據(jù)開關(guān)狀態(tài)r0 sub r0,addr 0100 0000 r0-addrr0 out ro,led 0110 0000 addrled jmp addr 1010 0000 xxxxxxxx addrpc= jmp為雙字節(jié)指令，其余為單字節(jié)指令。本實驗為突出指令主要功能，將sub指令也設(shè)計為單字長指令，默認(rèn)從sub操作碼的下一個內(nèi)存單元（即pc+1）得到另一個操作數(shù)。5 指令流程圖6 內(nèi)存中機器指令序列依據(jù)本實驗的指令系統(tǒng)，在內(nèi)存中編寫一個簡單的if-else語句，實現(xiàn)求兩個數(shù)之差的絕對值，且該語句能夠自動無限循環(huán)執(zhí)行。用偽代碼表示如下：while (tru

5、e)if (a > b)out (a - b); else out (b - a);機器指令格式說明（“p”代表機器指令，數(shù)字均為十六進制）：pxx xx地址 機器代碼p00 20 in r0, swp01 40sub r0, pc+1p0204p0300p0460out r0p0580jmp addrp06007 微程序清單32位微控制代碼說明（“m”代表微指令）：mxx xx xx xx xx微地址 32位微指令代碼具體的微程序代碼如下：微地址32位微指令代碼說明0000000080空操作0120006040pc>ar, pc+10200801012ram>bus, bu

6、s>ar03未定義04未定義05未定義0640290280（固定指令）07未定義0800000080用戶自定義單元0900000281sw>r00a800004b0ro>dr10b83000080ro>led0c20006048pc>ar, pc+10d200060c8pc>ar, pc+10e506002a8dr1-dr2>ro0f20006028pc>ar, pc+11080000888ro>dr21140060280dr1-dr2>ro1200c02080ram>pc1300800870ram>dr214008004

7、08ram>dr115000080f2條件測試（cy.z=1)·未定義·未定義·未定義1f00002080pc+18 心得體會本次課程設(shè)計的主要任務(wù)是為現(xiàn)有的模型機設(shè)計指令系統(tǒng)以使其能夠完成一定的運算功能，以鞏固和實踐本學(xué)期所學(xué)習(xí)的理論知識。我沒有單純的為設(shè)計指令而設(shè)計指令，而是采取了以所要實現(xiàn)的功能為驅(qū)動，進而決定需要哪些指令，然后進行設(shè)計，這樣不僅達(dá)到了設(shè)計指令的目的，而且體驗到了指令在實際編程中的工作方式，加深了對機器指令的理解。這次課程設(shè)計我設(shè)計指令實現(xiàn)了if-else語句，在指令設(shè)計的過程中，遇到了一個二分支判斷的問題，我最初設(shè)想了三種方案，經(jīng)過跟

8、同學(xué)討論否定了一種，后又在老師的指導(dǎo)下，分析了另外兩種方案，最終選擇了通過p3測試，在微程序內(nèi)部實現(xiàn)流程轉(zhuǎn)移。這種方法不僅使得指令系統(tǒng)簡單，而且由于采用硬件實現(xiàn)，速度很快，而我原來的那兩套方案都是用軟件實現(xiàn)類似功能，速度慢，且邏輯復(fù)雜，不符合指令系統(tǒng)設(shè)計的目標(biāo)和要求。通過這個方案選擇的過程，我加深了指令系統(tǒng)性能要求的理解，對指令系統(tǒng)的工作方式有了更清晰的認(rèn)識。在本次課程設(shè)計之前，我對程序計數(shù)器pc的理解并不深刻，經(jīng)常會將其和微程序的地址控制邏輯弄混。通過這次課程設(shè)計，我才真正理解：pc就是一個地址指針，只能指示內(nèi)存單元。在我設(shè)計的指令系統(tǒng)中，經(jīng)常需要修改pc的值來實現(xiàn)某些功能?，F(xiàn)在我已經(jīng)初步體會到pc的強大功能和在指令執(zhí)行過程中的重要地位。通過這一周的學(xué)習(xí)，我對計算機各部件的組成和功能有了一個新