2020年計算機(jī)組成原理課程設(shè)計

計算機(jī)組成原理課程設(shè)計

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計算機(jī)組成原理課程設(shè)計報告

一、課程設(shè)計目的

1.在實驗機(jī)上設(shè)計實現(xiàn)機(jī)器指令及對應(yīng)的微指

令（微程序）并驗證，從而進(jìn)一步掌握微程序設(shè)

計控制器的基本方法并了解指令系統(tǒng)與硬件結(jié)

構(gòu)的對應(yīng)關(guān)系；

2.經(jīng)過控制器的微程序設(shè)計，綜合理解計算機(jī)

組成原理課程的核心知識并進(jìn)一步建立整機(jī)系

統(tǒng)的概念；

3.培養(yǎng)綜合實踐及獨立分析、解決問題的能力。

二、課程設(shè)計的任務(wù)

針對COP實驗儀，從詳細(xì)了解該模型機(jī)的

指令/微指令系統(tǒng)入手，以實現(xiàn)乘法和除法運(yùn)算

功能為應(yīng)用目標(biāo)，在COP的集成開發(fā)環(huán)境下，

設(shè)計全新的指令系統(tǒng)并編寫對應(yīng)的微程序；之后

編寫實現(xiàn)乘法和除法的程序進(jìn)行設(shè)計的驗證。

三、課程設(shè)計使用的設(shè)備（環(huán)境）

1.硬件

?COP實驗儀

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?PC機(jī)

2.軟件

?COP仿真軟件

四、課程設(shè)計的具體內(nèi)容（步驟）

L詳細(xì)了解并掌握COP模型機(jī)的微程序控制

器原理，經(jīng)過綜合實驗來實現(xiàn)

該模型機(jī)指令系統(tǒng)的特點：

①總體概述

COP模型機(jī)包括了一個標(biāo)準(zhǔn)CPU所具備所有

部件，這些部件包括：運(yùn)算器ALU、累加器A、

工作寄存器W、左移門L、直通門D、右移門R、

寄存器組R0-R3、程序計數(shù)器PC、地址寄存器

MAR、堆棧寄存器ST、中斷向量寄存器IA、輸入

端口IN、輸出端口寄存器OUT、程序存儲器EM、

指令寄存器IR、微程序計數(shù)器uPC、微程序存儲

器uM,以及中斷控制電路、跳轉(zhuǎn)控制電路。其

中運(yùn)算器和中斷控制電路以及跳轉(zhuǎn)控制電路用

CPLD來實現(xiàn)，其它電路都是用離散的數(shù)字電路

組成。微程序控制部分也能夠用組合邏輯控制來

代替。

模型機(jī)的指令碼為8位，根據(jù)指令類型的不

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同，能夠有0到2個操作數(shù)。指令碼的最低兩位

用來選擇RO-R3寄存器，在微程序控制方式中，

用指令碼做為微地址來尋址微程序存儲器，找到

執(zhí)行該指令的微程序。而在組合邏輯控制方式

中，按時序用指令碼產(chǎn)生相應(yīng)的控制位。在本模

型機(jī)中，一條指令最多分四個狀態(tài)周期，一個狀

態(tài)周期為一個時鐘脈沖，每個狀態(tài)周期產(chǎn)生不同

的控制邏輯，實現(xiàn)模型機(jī)的各種功能。模型機(jī)有

24位控制位以控制寄存器的輸入、輸出，選擇

運(yùn)算器的運(yùn)算功能，存儲器的讀寫。

模型機(jī)的缺省的指令集分幾大類：算術(shù)運(yùn)算

指令、邏輯運(yùn)算指令、移位指令、數(shù)據(jù)傳輸指令、

跳轉(zhuǎn)指令、中斷返回指令、輸入/輸出指令。

②模型機(jī)的尋址方式

表1模型機(jī)的尋址方式

模型機(jī)的尋址方式說指令舉

指令說明

尋址方式明例

操作數(shù)為累將累加器A

CPLA

累加器尋加器A的值取反

址隱含尋址累將累加器A

OUT

加器A的值輸出到

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輸出端口寄

存器OUT

將寄存器RO

參與運(yùn)算的

的值加上累

寄存器尋數(shù)據(jù)在ADD

加器A的值，

址R0?R3的寄A,RO

再存入累加

存器中

器A中

參與運(yùn)算的將寄存器R1

數(shù)據(jù)在存儲的值作為地

寄存器間器EM中，數(shù)MOV址，把存儲器

接尋址據(jù)的地址在A,@R1EM中該地址

寄存器的內(nèi)容送入

R0-R3中累加器A中

將存儲器EM

參與運(yùn)算的

中40H單元

數(shù)據(jù)在存儲

的數(shù)據(jù)與累

存儲器直器EM中，數(shù)AND

加器A的值

接尋址據(jù)的地址為A,40H

作邏輯與運(yùn)

指令的操作

算，結(jié)果存入

數(shù)。

累加器A

立即數(shù)尋參與運(yùn)算的SUB從累加器A

址數(shù)據(jù)為指令A(yù),#10H中減去立即

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的操作數(shù)。數(shù)10H,結(jié)果

存入累加器

A

COP模型機(jī)指令的最低兩位（IR0和IR1）

用來尋址R0?R3四個寄存器;IR2和IR3與ELP

微控制信號，Cy和Z兩個程序狀態(tài)信號配合，

控制PC的置數(shù)即程序的轉(zhuǎn)移。各種轉(zhuǎn)移的條件

判斷邏輯如下所示：

PC置數(shù)邏輯

當(dāng)ELP=1時，不允許PC被預(yù)置

當(dāng)ELP=0時

當(dāng)IR3=1時，無論Cy和Z什么狀

態(tài)，PC被預(yù)置

當(dāng)IR3=0時

若IR2=0,則當(dāng)Cy=l時PC被

預(yù)置

若IR2=L則當(dāng)Z=1時PC被

預(yù)置

本模型機(jī)時序控制采用不定長機(jī)器周期的

同步控制方式，一條指令最多分四個節(jié)拍。

系統(tǒng)提供的默認(rèn)指令系統(tǒng)包括以下7類指令：

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田4）二宿比j型田=田狂皿任七匕人

ADDA,R?ANDA,R?MAA,R?JCMM

ADDA,@R?ANDA,@R?MOVA,@R?JZMM

ADDA,MMANDA,MMMOVA,MMJMPMM

ADDA,#HANDA,#HMOVA,#11CALLMMRET

ADDCA,R?ORA.R?MOVR?.A

移位指令：中斷皈回指輸入/輸出

AADDDCPAA,/@aDKOr

RRARETIREADMM

ADDCA,MM

RLAWRITEMM

ADDCA,#11

RRCAIN

該模型機(jī)微指令系統(tǒng)的特點（包括其微

指令格式的說明等）：

①總體概述

該模型機(jī)的微命令是以直接表示法進(jìn)行編碼

的，其特點是操作控制字段中的每一位代表一個

微命令。這種方法的優(yōu)點是簡單直觀，其輸出直

接用于控制。缺點是微指令字較長，因而使控制

存儲器容量較大。

②微指令格式的說明

模型機(jī)有24位控制位以控制寄存器的輸

入、輸出，選擇運(yùn)算器的運(yùn)算功能，存儲器的讀

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寫。微程序控制器由微程序給出24位控制信號,

而微程序的地址又是由指令碼提供的，也就是說

24位控制信號是由指令碼確定的。該模型機(jī)的

微指令的長度為24位，其中微指令中只含有微

命令字段，沒有微地址字段。其中微命令字段采

用直接按位的表示法，哪位為0,表示選中該微

操作，而微程序的地址則由指令碼指定。這24

位操作控制信號的功能如表2所示：（按控制信

號從左到右的順序依次說明）

表2微指令控制信號的功能

操作招

控制信號的說明

制信號

外部設(shè)備讀信號，當(dāng)給出了外設(shè)的地址

XRD

后，輸出此信號，從指定外設(shè)讀數(shù)據(jù)。

EMW

程序存儲器EM寫信號。

R

EMRD程序存儲器EM讀信號。

將程序計數(shù)器PC的值送到地址總

PCOE

線ABUS±o

將程序存儲器EM與數(shù)據(jù)總線

EMEN

DBUS接通，由EMWR和EMRD

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決定是將DBUS數(shù)據(jù)寫到EM中，

還是從EM讀出數(shù)據(jù)送到DBUSo

將程序存儲器EM讀出的數(shù)據(jù)打入指

IREN

令寄存器IR和微指令計數(shù)器FiPCo

中斷返回時清除中斷響應(yīng)和中斷

EINT

請求標(biāo)志，便于下次中斷。

PC打入允許，與指令寄存器的

ELP

IR3、IR2位結(jié)合，控制程序跳轉(zhuǎn)。

MARE將數(shù)據(jù)總線DBUS上數(shù)據(jù)打入地址

N寄存器MARo

MARO將地址寄存器MAR的值送到地址

E總線ABUS±0

OUTE將數(shù)據(jù)總線DBUS上數(shù)據(jù)送到輸出

N端口寄存器OUT里。

將數(shù)據(jù)總線DBUS上數(shù)據(jù)存入堆棧

STEN

寄存器ST中。

讀寄存器組R0~R3,寄存器R?的

RRD

選擇由指令的最低兩位決定。

寫寄存器組R0~R3,寄存器R?的

RWR

選擇由指令的最低兩位決定。

決定運(yùn)算器是否帶進(jìn)位移位，

CN

CN=1帶進(jìn)位，CN=0不帶進(jìn)位。

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將標(biāo)志位存入ALU內(nèi)部的標(biāo)志寄

FEN

存器。

X2

X2、XI、X0三位組合來譯碼選擇

XI

將數(shù)據(jù)送到DBUS上的寄存器。

X0

將數(shù)據(jù)總線DBUS的值打入工作寄

WEN

存器W中。

將數(shù)據(jù)總線DBUS的值打入累加器

AEN

A中。

S2

S2、SI、SO三位組合決定ALU做

S1

何種運(yùn)算。

SO

COP中有7個寄存器能夠向數(shù)據(jù)總線輸出數(shù)

據(jù)，但在某一特定時刻只能有一個寄存器輸出

數(shù)據(jù).由X2,XI,X0決定那一個寄存器輸出數(shù)

據(jù)。

X2XI輸出寄存器

X0

00IN_OE夕卜

0部輸入門

00IA_OE中

1斷向量

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01ST_OE堆

0棧寄存器

01PC_OE

1PC寄存器

10D_OE直

0通門

10R_OE右

1移門

11L_OE左

0移門

11沒有輸出

1

COP中的運(yùn)算器由一片EPLD實現(xiàn).有8種運(yùn)

算，經(jīng)過S2,SI,SO來選擇。運(yùn)算數(shù)據(jù)由寄存器

A及寄存器W給出，運(yùn)算結(jié)果輸出到直通門D。

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01A|W或

0

01A&W與

1

10A+W+C帶

0進(jìn)位加

10A-W-C帶

1進(jìn)位減

11?AA

0取反

11A輸

1出A

2o計算機(jī)中實現(xiàn)乘法和除法的原理

(1)無符號乘法

①實例演示(即，列4位乘法具體例子演

算的算式)：

1001；被

乘數(shù)

X0101;乘

數(shù)

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0000；初始值

(零)

+0101(0)；乘

數(shù)最低位為1,部分積加乘數(shù)，被乘數(shù)左移

9

位，乘

數(shù)右移

一位。

0101;部

分積

+0000(1);乘

數(shù)最低位為0,部分積加0,被乘數(shù)左

;移

一位，

乘數(shù)右

移一

位。

00101;部

分積

+0101(1);乘

數(shù)最低位為1,部分積加被乘數(shù)，被乘數(shù)左

;移

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-------------------一位,乘數(shù)

右移一位。

011001;部分積

+0000(0)；乘

數(shù)最低位為0,部分積加0,被乘數(shù)左移一

位，乘

數(shù)右移

一位。

(0)0011001；計

算完畢，結(jié)果為0011001

即：1001X0110=0011001

②硬件原理框圖:

用

米

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在模型機(jī)上實現(xiàn)無符號數(shù)乘法運(yùn)算時，采

用“加法一移位”的重復(fù)運(yùn)算方法。那么，

無符號乘法的硬件原理框圖如圖2所示。

③算法流程圖：

在模型機(jī)上實現(xiàn)無符號數(shù)乘法運(yùn)算時，采用

“加法一移位”的重復(fù)運(yùn)算方法。因此，無符號

乘法的算法流程圖如圖3所示。

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③算法流程圖

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（2）無符號除法

①實例演示（即，列4位除法具體例子演

算的算式）：

被除數(shù)為01100100（二進(jìn)制），即為十進(jìn)制的

100；除數(shù)為1001（二進(jìn)制），即為十進(jìn)制的9。

那么，能夠經(jīng)過筆算得到：

011001004-1001=1011-0001

即十進(jìn)制運(yùn)算結(jié)果為：

1004-9=11-1

無符號除法的實例演示如圖4所示

01011

1i6"liooio

o；被除數(shù)

100

1;除數(shù)

;減去除數(shù)

1101

0

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余數(shù)為負(fù)，c=l,商上0

100

1;

商左移一位,除數(shù)右移

一位

;加上

除數(shù)

00011

1;余數(shù)為正，C=0,商上1

100

1;商

左移一位,除數(shù)右移

一位

;減去除數(shù)

111110

0;余數(shù)為

負(fù),C=l,商上0

100

1;商左移一位,除數(shù)右移一位

;加上

除數(shù)

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0000101

0；余數(shù)為正，C=0,商上1

100

1;商左移一

位,除數(shù)右移一位

;減去除數(shù)

0000000

1;余數(shù)為正，C=0,商上1,余數(shù)為1

;余數(shù)為正不用處理

②硬件原理框圖：

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圖5無符號除法的硬件原理框圖

在模型機(jī)上實現(xiàn)無符號數(shù)除法運(yùn)算時，采

用“加減交替算法”的運(yùn)算方法。那么，無

符號除法的硬件原理框圖如圖5所示。

③算法流程圖：

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3.對應(yīng)于以上算法如何分配使用COP實驗儀

中的硬件

(初步分配，設(shè)計完成后再將準(zhǔn)確的使用情況填

寫在此處)

(1)無符號乘法

符號乘法對應(yīng)于COP實驗儀的硬件具體分

配使用情況如下表所示：

表3無符號乘法的硬件分配情況

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硬件名稱實現(xiàn)算法功能描述

計算時用來存放部分積和最后

寄存器R0

的積

①初始化時，用來存放被乘

數(shù)；

寄存器R1

②在程序執(zhí)行的過程中，用來

存放向左移位后的被乘數(shù)。

①初始化時，用來存放乘數(shù)；

寄存器R2②在程序執(zhí)行的過程中，用來

存放向右移位后的乘數(shù)。

執(zhí)行ADDA,R?（加法）、SHLR?

（左移一位）、SHRR?（右移

累加器A

一位）等命令時所必須使用的

寄存器。

執(zhí)行ADDA,R?（加法）、TEST

R?,#H（測試R2的末位）等雙

寄存器W

操作數(shù)命令時所必須使用的寄

存器。

用來實現(xiàn)相應(yīng)數(shù)據(jù)左移一位的

左移門L運(yùn)算，并能夠控制該運(yùn)算后的

結(jié)果是否輸出到數(shù)據(jù)總線。

直通門D用來控制ALU的執(zhí)行結(jié)果是否

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輸出到數(shù)據(jù)總線。

用來實現(xiàn)相應(yīng)數(shù)據(jù)右移一位的

右移門R運(yùn)算，并能夠控制該運(yùn)算后的

結(jié)果是否輸出到數(shù)據(jù)總線。

①控制程序按順序正常執(zhí)行；

②當(dāng)執(zhí)行轉(zhuǎn)移指令時，從數(shù)據(jù)

程序計數(shù)線接收要跳轉(zhuǎn)的地址，使程序

器PC能夠按需要自動執(zhí)行。

③當(dāng)要從EM中讀取數(shù)據(jù)時，

由PC提供地址。

存儲器EM存儲指令和數(shù)據(jù)。

微程序計向微程序存儲器UM提供相應(yīng)

數(shù)器UPC微指令的地址。

微程序存

存儲相應(yīng)指令的微指令。

儲器UM

輸出寄存能夠?qū)⑦\(yùn)算結(jié)果輸出到輸出寄

器OUT存器OUT（本實驗未用）。

當(dāng)存儲于累加器A的值將要受

到破壞時，將其數(shù)據(jù)保存在堆

堆棧ST

棧ST中，使程序能夠正常地執(zhí)

行。

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（2）無符號除法

無符號除法對應(yīng)于COP實驗儀的硬件具體

分配使用情況如下表所示：

表4無符號除法的硬件分配情況

硬件名稱實現(xiàn)算法功能描述

初始化時，用來存放被除數(shù)和

寄存器R0

計算后的余數(shù)。

①初始化時，用來存放除數(shù)；

寄存器R1②在程序執(zhí)行的過程中，用來

存放向右移位后的除數(shù)。

在程序執(zhí)行過程中，用來保存

寄存器R2

當(dāng)前算得的商。

當(dāng)作計數(shù)器使用，用來控制程

寄存器R3

序是否結(jié)束（初始值5）。

①計算時用來存放中間結(jié)果；

②執(zhí)行ADDA,R?（加法）、SUB

累加器A

A,R?（減法）等命令時所必須

使用的寄存器。

執(zhí)行SUBA,R?（減法）等雙操

寄存器W作數(shù)命令時所必須使用的寄存

器。

左移門L用來實現(xiàn)相應(yīng)數(shù)據(jù)左移一位的

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運(yùn)算，并能夠控制該運(yùn)算后的

結(jié)果是否輸出到數(shù)據(jù)總線。

用來控制ALU的執(zhí)行結(jié)果是否

直通門D

輸出到數(shù)據(jù)總線。

用來實現(xiàn)相應(yīng)數(shù)據(jù)右移一位的

右移門R運(yùn)算，并能夠控制該運(yùn)算后的

結(jié)果是否輸出到數(shù)據(jù)總線。

①控制程序按順序正常執(zhí)行；

②當(dāng)執(zhí)行轉(zhuǎn)移指令時，從數(shù)據(jù)

程序計數(shù)線接收要跳轉(zhuǎn)的地址，使程序

器PC能夠按需要自動執(zhí)行。

③當(dāng)要從EM中讀取數(shù)據(jù)時，

由PC提供地址。

存儲器EM存儲指令和數(shù)據(jù)。

微程序計向微程序存儲器UM提供相應(yīng)

數(shù)器UPC微指令的地址。

微程序存

存儲相應(yīng)指令的微指令。

儲器UM

輸出寄存能夠?qū)⑦\(yùn)算結(jié)果輸出到輸出寄

器OUT存器OUT（本實驗未用）。

當(dāng)存儲于累加器A的值將要受

堆棧ST

到破壞時，將其數(shù)據(jù)保存在堆

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棧ST中，使程序能夠正常地執(zhí)

行。

4.在COP集成開發(fā)環(huán)境下設(shè)計全新的指令/微

指令系統(tǒng)

設(shè)計結(jié)果如表所示（可按需要增刪表項）

（1）新的指令集

（設(shè)計兩個不同指令集要分別列表）

表5無符號乘法新指令集

助記機(jī)器碼機(jī)指令說明

符1器

碼2

_FAT000000實驗機(jī)占用，不可修改。復(fù)

CH_XX位后，所有寄存器清0,首

00-03先執(zhí)行_FATCH_指令取

指。

ADD000001將累加器A中的數(shù)加入到寄

R?,AXX存器R?中，并影響標(biāo)志位。

04-07

TEST000101II寄存器R?“與"立即數(shù)

R?,#XXH,只改變標(biāo)志位，并不改

II14-17變R?中的數(shù)值。

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MOV001001II將立即數(shù)II存放到寄存器

R?,#XXR?中。

II24-27

SHL001010寄存器R?中的數(shù)不帶進(jìn)位

R?XX向左移一位，并不影響標(biāo)志

28-2B位。

SHR001011寄存器R?中的數(shù)不帶進(jìn)位

R?XX向右移一位，并不影響標(biāo)志

2C-2F位。

JZ001101MM若零標(biāo)志位置1,跳轉(zhuǎn)到MM

MMXX地址。

34-37

JMP001110跳轉(zhuǎn)到MM地址。

MMXX

38-3B

OVER001111程序結(jié)束。

XX

3C-3F

表5無符號除法的新指令集

助記機(jī)器碼機(jī)指令說明

符1器

文檔僅供參考，不當(dāng)之處，請聯(lián)系改正。

碼2

_FAT000000實驗機(jī)占用，不可修改。復(fù)

CH_XX位后，所有寄存器清0,首

00-03先執(zhí)行_FATCH_指令取

指。

ADD000001將累加器A中的數(shù)加入到寄

R?,AXX存器R?中，并影響標(biāo)志位。

04-07

II

ADD000010將立即數(shù)H加入到寄存器

R?,#XXR?中，并影響標(biāo)志位。

II08-0B

SUB000011從寄存器R?中減去累加器A

R?,AXX中的數(shù)，并影響標(biāo)志位。

0C-0F

SUB000100II從寄存器R?中減去立即數(shù)

R?,#XXII,并影響標(biāo)志位。

II10-13

TEST000101II寄存器R?“與"立即數(shù)

R?,#XXH,只改變標(biāo)志位，并不改

II14-17變R?中的數(shù)值。

PUSH000110將累加器A中的數(shù)據(jù)壓入堆

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AXX棧寄存器STo

18-1B

000111

POP將堆棧寄存器ST中的數(shù)據(jù)

XX

A彈出到累加器A中。

1C-1F

MOV001000將寄存器R?中的數(shù)放入累

A,R?XX加器A中。

20-23

MOV001001II將立即數(shù)II存放到寄存器

R?,#XXR?中。

II24-27

SHL001010寄存器R?中的數(shù)不帶進(jìn)位

R?XX向左移一位，并不影響標(biāo)志

28-2B位。

SHR001011寄存器R?中的數(shù)不帶進(jìn)位

R?XX向右移一位，并不影響標(biāo)志

2C-2F位。

JC001100MM若進(jìn)位標(biāo)志位置1,跳轉(zhuǎn)到

MMXXMM地址。

30-33

JZ001101MM若零標(biāo)志位置L跳轉(zhuǎn)到MM

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MMXX地址。

34-37

JMP001110跳轉(zhuǎn)到MM地址。

MMXX

38-3B

OVER001111程序結(jié)束。

XX

3C-3F

（2）新的微指令集

無符號乘法的新微指令集

助記狀微微程數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)地址運(yùn)移位P

符態(tài)地序輸出打入輸出算控制CC

址器

_FATT000CBFF指令PC輸A輸寫+1

CH_FF寄存出出入

器IR

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01FFFFA輸+1

FF出

02FFFFA輸+1

FF出

03FFFFA輸+1

FF出

ADDT204FFF7寄存寄存A輸+1

R?,AEF器值器W出

R?

T105FFFAALU寄存加+1

98直通器R?運(yùn)

志算

位

C,Z

TO06CBFF指令PC輸A輸寫+1

FF寄存出出入

器IR

07FFFFA輸+1

FF出

TESTT314C7FF存貯寄存PC輸A輸+1+1

R?,#EF器值器W出出

IIEM

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T215FFF7寄存寄存A輸+1

F7器值器A出

R?

T116FFFEALU寄存與+1

93直通器R?運(yùn)

志算

位

C,Z

TO17CBFF指令PC輸A輸寫+1

FF寄存出出入

器IR

MOVT124C7FB存貯寄存PC輸A輸+1+1

R?,#FF器值器出出

IIEMR?

TO25CBFF指令PC輸A輸寫+1

FF寄存出出入

器IR

26FFFFA輸+1

FF出

27FFFFA輸+1

FF出

SHLT228FFF7寄存寄存A輸+1

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R?F7器值器A出

R?

T129FFF9ALU寄存A輸左移+1

DF左移器出

R?

TO2ACBFF指令PC輸A輸寫+1

FF寄存出出入

器IR

2BFFFFA輸+1

FF出

SHRT22CFFF7寄存寄存A輸+1

R?F7器值器A出

R?

T12DFFF9ALU寄存A輸右移+1

BF右移器出

R?

TO2ECBFF指令PC輸A輸寫+1

FF寄存出出入

器IR

2FFFFFA輸+1

FF出

JZT134C6FF存貯寄存PC輸A輸+1寫

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MMFF器值器PC出出入

EM

TO35CBFF指令PC輸A輸寫+1

FF寄存出出入

器IR

36FFFFA輸+1

FF出

37FFFFA輸+1

FF出

JMPT138C6FF存貯寄存PC輸A輸+1寫

MMFF器值器PC出出入

EM

TO39CBFF指令PC輸A輸寫+1

FF寄存出出入

器IR

3AFFFFA輸+1

FF出

3BFFFFA輸+1

FF出

OVERTO3CCBFF指令PC輸A輸寫+1

FF寄存出出入

器IR

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3DFFFFA輸+1

FF出

3EFFFFA輸+1

FF出

3FFFFFA輸+1

FF出

無符號除法的新微指令集

助記狀微微程數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)地址運(yùn)移位吁P

符態(tài)地序輸出打入輸出算控制CC

址器

_FATTO00CBFF指令PC輸A輸寫+1

CH_FF寄存出出入

器IR

01FFFFA輸+1

FF出

02FFFFA輸+1

FF出

03FFFFA輸+1

FF出

ADDT204FFF7寄存寄存A輸+1

R?,AEF器值器W出

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R?

T105FFFAALU寄存加+1

98直通器R?運(yùn)

志算

位

C,Z

TO06CBFF指令PC輸A輸寫+1

FF寄存出出入

器IR

07FFFFA輸+1

FF出

ADDT308FFF7寄存寄存A輸+1

R?,#F7器值器A出

IIR?

T209C7FF存貯寄存PC輸A輸+1+1

EF器值器W出出

EM

T10AFFFAALU寄存加+1

98直通器R?運(yùn)

志算

位

c,z

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TOOBCBFF指令PC輸A輸寫+1

FF寄存出出入

器IR

SUBT3OCFFFFALU寄存A輸+1

R?,A8F直通器W出

T2ODFFF7寄存寄存A輸+1

F7器值器A出

R?

T1OEFFFAALU寄存減+1

99直通器運(yùn)

R?標(biāo)算

志位

C,Z

TOOFCBFF指令PC輸A輸寫+1

FF寄存出出入

器IR

SUBT310FFF7寄存寄存A輸+1

R?,#F7器值器A出

IIR?

T211C7FF存貯寄存PC輸A輸+1+1

EF器值器W出出

EM

文檔僅供參考，不當(dāng)之處，請聯(lián)系改正。

T112FFFAALU寄存減+1

99直通器R?運(yùn)

志算

位

C,Z

TO13CBFF指令PC輸A輸寫+1

FF寄存出出入

器IR

TESTT314C7FF存貯寄存PC輸A輸+1+1

R?,#FF器值器W出出

IIEM

T215FFF7寄存寄存A輸+1

F7器值器A出

R?

T116FFFEALU寄存與+1

93直通器R?運(yùn)

志算

位

C,Z

TO17CBFF指令PC輸A輸寫+1

FF寄存出出入

器IR

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PUSHT118FFEFALU堆棧A輸+1

A9F直通寄存出

器ST

TO19CBFF指令PC輸A輸寫+1

FF寄存出出入

器IR

1AFFFFA輸+1

FF出

IBFFFFA輸+1

FF出

POPT1ICFFFF堆棧寄存A輸+1

A57寄存器A出

器ST

TOIDCBFF指令PC輸A輸寫+1

FF寄存出出入

器IR

IEFFFFA輸+1

FF出

IFFFFFA輸+1

FF出

MOVT120FFF7寄存寄存A輸+1

A,R?F7器值器A出

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R?

TO21CBFF指令PC輸A輸寫+1

FF寄存出出入

器IR

22FFFFA輸

FF出

23FFFFA輸

FF出

MOVT124C7FB存貯寄存PC輸A輸+1+1

R?,#FF器值器出出

IIEMR?

TO25CBFF指令PC輸A輸寫+1

FF寄存出出入

器IR

26FFFFA輸+1

FF出

27FFFFA輸+1

FF出

SHLT228FFF7寄存寄存A輸+1

R?F7器值器A出

R?

T129FFF9ALU寄存A輸左移+1

文檔僅供參考，不當(dāng)之處，請聯(lián)系改正。

DF左移器出

R?

TO2ACBFF指令PC輸A輸寫+1

FF寄存出出入

器IR

2BFFFFA輸+1

FF出

SHRT22CFFF7寄存寄存A輸+1

R?F7器值器A出

R?

T12DFFF9ALU寄存A輸右移+1

BF右移器出

R?

TO2ECBFF指令PC輸A輸寫+1

FF寄存出出入

器IR

2FFFFFA輸+1

FF出

JCT130C6FF存貯寄存PC輸A輸+1寫

MMFF器值器PC出出入

EM

TO31CBFF指令PC輸A輸寫+1

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FF寄存出出入

器IR

32FFFFA輸+1

FF出

33FFFFA輸+1

FF出

JZT134C6FF存貯寄存PC輸A輸+1寫

MMFF器值器PC出出入

EM

TO35CBFF指令PC輸A輸寫+1

FF寄存出出入

器IR

36FFFFA輸+1

FF出

37FFFFA輸+1

FF出

JMPT138C6FF存貯寄存PC輸A輸+1寫

MMFF器值器PC出出入

EM

TO39CBFF指令PC輸A輸寫+1

FF寄存出出入

器IR

文檔僅供參考，不當(dāng)之處，請聯(lián)系改正。

3AFFFFA輸+1

FF出

3BFFFFA輸+1

FF出

OVERTO3CCBFF指令PC輸A輸寫+1

FF寄存出出入

器IR

3DFFFFA輸+1

FF出

3EFFFFA輸+1

FF出

3FFFFFA輸+1

FF出

5.用設(shè)計完成的新指令集編寫實現(xiàn)無符號二進(jìn)

制乘法、除法功能的匯編語言程序

(1)乘法

4位乘法的算法流程圖與匯編語言程序清

單：

文檔僅供參考，不當(dāng)之處，請聯(lián)系改正。

MOVRO,#00H

MOVRI,#09H

MOVR2,#06H

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LOOP:TESTR2,#0FH

JZLAST

TESTR2,#01H

JZNEXT

MOVA,RI

ADDRO,A

NEXT:SHLRI

SHRR2

JMPLOOP

LAST:OVER

(2)除法(選作)

4位除法的算法流程圖與匯編語言程序清

單：

TT必

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MOVRO,#64H

MOVRI,#09H

MOVR2,#0H

MOVR3,#05H

TESTR1,#OFH

JZOVERFLOW

MOVA,RI

PUSHA

SHLRI

SHLRI

SHLRI

SHLRI

MOVA,RI

SUBRO,A

JCZERO

JMPOVERFLOW

ZERO:SHLR2

SHRRI

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SUBR3,#01H

JZDEAL

MOVA,RI

ADDRO,A

JCONE

JMPZERO

ONE:SHLR2

ADDR2,#01H

SHRRI

SUBR3,#01H

JZDEAL

MOVA,RI

SUBRO,A

JCZERO

JMPONE

DEAL:TESTR0,#80H

JZLAST

POPA

ADDRO,A

JMPLAST

OVERFLOW:MOVR2,#0FFH

LAST:OVER

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6.上述程序的運(yùn)行情況（跟蹤結(jié)果）

按下表填寫描述以上各程序運(yùn)行情況的內(nèi)容。按

每個程序一張表進(jìn)行。

程序運(yùn)行的過程

匯編程機(jī)指令說明微程PC運(yùn)行時

指令序器序C寄存器

地碼或存儲

址器的值

0000實驗機(jī)占用，CBFFF