計算機組成原理課程設計倪繼烈

本文格式為Word版，下載可任意編輯——計算機組成原理課程設計倪繼烈計算機組成原理課程設計說明書題目：

設計一臺嵌入式CISC模型計算機院（系）：

計算機科學與工程學院專業(yè)：

網(wǎng)絡工程學生姓名：

唐波學號：

1100380219指導教師：

陳智勇一、課設題目：

設計一臺嵌入式CISC模型計算機（采用定長CPU周期、聯(lián)合操縱方式），并運行能完成確定功能的機器語言程序舉行驗證，實現(xiàn)方法可從以下4類中任選一個：

●連續(xù)輸入5個有符號整數(shù)（8位二進制補碼表示，用十六進制數(shù)輸入），求最小的負數(shù)的十足值并輸出顯示。

說明：①5個有符號數(shù)從外部輸入；

②確定要使用符號標志位（譬如說SF），并且要使用為負的時候轉移（譬如JS）或不為負的時候轉移（譬如JNS）指令。

二．CISC模型機系統(tǒng)總體設計三．操作操縱器的規(guī)律框圖……指令寄放器IR操作碼微地址寄放器地址譯碼操縱存儲器地址轉移規(guī)律狀態(tài)條件微命令寄放器P字段操作操縱字段微命令信號說明：

在T4內(nèi)形成微指令的微地址，并訪問操縱存儲器，在T2的上邊沿到來時，將讀出的微指令打入微指令寄放器，即圖中的微命令寄放器和微地址寄放器。

四．模型機的指令系統(tǒng)和全體指令的指令格式由此可見，本模型機中的指令系統(tǒng)中共有8條根本指令，下表9列出了每條指令的格式、匯編符號和指令功能。

指令助記符指令格式功能15--1211109870IN1Rd0101××Rd××××××××(Rd)+1→Rd，鎖存標志位MOVRd,im0001××Rdim立刻數(shù)→RdCMPRs,Rd0011RsRd××××××××Rs,Rd對比，INCRd0010××Rd××××××××輸入設備→RdJNSaddr0100××××addr若大于，那么addr→PCJMPaddr0110××××addraddr→PCOUT1Rs1001Rs××××××××××(Rs)→輸出設備MOV1Rs,Rd1000RsRd××××××××(Rs)→RdNOTRd0111××Rd××××××××Data取反指令格式：

（1）I/O指令（單字節(jié)）I說明：對Rs和Rd的規(guī)定：

Rs或Rd選定的寄放器00R001R110R211R3五．全體機器指令的微程序流程圖00PC→ABUS（I）RDROMIBUS→IRPC+100P(1)MOV1OUT1IN1MOVNOTJMPJNSCMPINC030209080107O60504Rs→X-X→Rs鎖存CF，ZFRs→XRd→Y鎖存CF，ZFRd→YY+1→Rd鎖存CF，ZFIR（I）→RdRs→LEDRs→XX→RdIR（A）→PCSW→Rd200000P(2)00000000000000CF=1ZF=1CF=0ZF=010ROM→BUSBUS→PC0000設計操作操縱器單元（即微程序操縱器）（1）設計微指令格式和微指令代碼表CISC模型機系統(tǒng)使用的微指令采用全水平型微指令，字長為25位，其中微命令字段為17位，P字段為2位，后繼微地址為6位，其格式如下：

252423222120191817161514131211109876543210LOADLDPCLDARLDIRLDRiRD_BRS_BS2S1S0ALU_BSW_BLED_BRD_DCS_DRAM_BCS_IADDR_BP1P2后繼微地址由微指令格式和微程序流程圖編寫的微指令代碼表如下所示，在微指令的代碼表中微命令字段從左邊到右代表的微命令信號依次為：LOADLDPCLDARLDIRLDRiRD_BRS_BS2S1S0ALU_BSW_BLED_BRD_DCS_DRAM_BCS_IADDR_B微地址微命令字段P1P2后繼微地址00110100100011111101100000100110001010001111111000000000021000111010011111110000000103100001100111111111000000000410000010001101111101000011051000101000101111110000010006010000100011111110001000000710001111000111111100000000081000101101011111110001001009100000000011011111000101001001000010001111111000000000（2）設計地址轉移規(guī)律電路地址轉移規(guī)律電路是根據(jù)微程序流程圖3-2中的棱形框片面及多個分支微地址，利用微地址寄放器的異步置“1”端，實現(xiàn)微地址的多路轉移。

由于微地址寄放器中的觸發(fā)器異步置“1”端低電平有效，與μA4～μA0對應的異步置“1”操縱信號SE5～SE1的規(guī)律表達式為：（μA5的異步置“1”端SE6實際未使用）SE5=FS·P(2)·T4SE4=I7·P(1)·T4SE3=I6·P(1)·T4SE2=I5·P(1)·T4SE1=I4·P(1)·T4六．嵌入式CISC模型計算機的頂層電路圖CROM:AA;七．匯編代碼：

MOVR0,00H功能：將0賦給R0MOVR1,FFH將FF賦給R1MOVR2,05H將05賦給R2L0:INCR0計數(shù)加1CMPR0,R2R0與R2對比，是否輸入五個數(shù)JNSL3是跳轉L2輸出IN1R3輸入一個數(shù)到R3CMPR3,R1R3和R1對比，鎖存CF，ZFJNSL2跳轉L2輸出JMPL1跳轉L1L1:MOV1R1,R3（R3）→（R1）JMPL0跳轉L0L2:NOTR1R1取反INCR1R1加1OUT1R1輸出R1八．機器語言源程序地址（十六進制）匯編語言源程序機器語言源程序代碼00MOVR0,00H0001000000000000100001MOVR1,FFH000100011111111111FF02MOVR2,05H0001001000000101102503L0:INCR00010000000000000200004CMPR0,R20011100000000000380005JNSL30100000000001100400C06IN1R30101001100000000530007CMPR3,R100111101000000003D0008JNSL20100000000001010400A09JMPL1011000000000001160030AL1:MOV1R1,R310001101000000008D000BJMPL0011000000000001160030CL2:NOTR1011100010000000071000DINCR1001000010000000021000EOUT1R110010100000000009400九．機器語言源程序的功能仿真波形圖及結果分析1.MOVR0,00H2.M