計算機組成原理實驗十三

上海大學(xué)計算機學(xué)院《計算機組成原理實驗》報告十三姓名：學(xué)號：xxxxxxxx教師：王雪娟時間：周一5-6地點：計算機大樓609機位：33實驗十三建立指令流水系統(tǒng)一、實驗?zāi)康牧私庵噶盍魉到y(tǒng)的設(shè)計方式。編制一條可以流水方式運行的指令。實驗原理在實驗3的“實驗過程舉例”中我們用一條微指令完成了“A＋W”后右移一位的值送OUT的操作，這個操作明顯地可以分成三個子操作：A＋W、把“和”右移一位、把值送OUT。這三個子操作為什么可以同時進行呢？因為這三個子操作使用的硬件（包括總線)互不相同，于是可以同時工作。這一特點表現(xiàn)在微指令編碼上，就是這三個子操作的微指令碼中為低電平（有效）的都不相同，于是可以將這三個子操作的微指令碼合并成一個微指令，就是實驗3談到的結(jié)果：c23~c0=111111111101111110111000=ffdfb8H這個微指令控制三部分硬件并行工作。把“使用不同硬件的操作可以同時工作”的概念推廣到相繼的兩條指令之間，就形成“指令的流水線執(zhí)行模式”。這個模式下，同一時間有多條指令各自在不同的硬件中執(zhí)行，而對同一條指令而言，不同時間順序在不同的硬件中執(zhí)行，很像在流水型生產(chǎn)線上的產(chǎn)品，不同時刻順序在不同的工位上加工。這就是指令流水模式的名稱來源。顯然，要形成指令流水模式，每條指令都應(yīng)該分成幾個獨立的子操作，當(dāng)前趨指令的后幾個子操作與后繼指令的前幾個子操作不使用同樣的硬件時，系統(tǒng)就可設(shè)計成流水線方式?，F(xiàn)代計算機大都采用指令流水模式，但這個模式會使中斷響應(yīng)過程變得復(fù)雜，所以實時系統(tǒng)中多是有限地采用它。實驗箱系統(tǒng)的各種基本操作我們已經(jīng)熟悉，其中的很多操作可以在不同的硬件中同時執(zhí)行，典型的是“取指令”的微操作，其微指令碼微CBFFFF，與大多數(shù)的微操作無關(guān)。在廠家給的默認指令系統(tǒng)中這個操作編在了每條指令的最后一個狀態(tài)，即每條指令的操作完成后就取進下一條指令。這是典型的“取指、執(zhí)行、取指……”模式。即一條指令先被“取指”，再執(zhí)行其他微操作，完成后再取下一條指令。如果一條指令的最后一個微操作與取指無關(guān)，就可以把二者合并成一個微指令，于是這個指令的最后一個微操作與取下一條指令并行進行。對下一條指令而言，其“取指”與“其他操作”在不同硬件中順序執(zhí)行——指令二級流水。這個文件的主要作用是：解釋匯編表的機器碼細節(jié)，所以當(dāng)編譯源程序中的多字節(jié)指令時，可能要查此表。三、實驗內(nèi)容1.分析流水指令集insfile2.MIC。改造實驗十二中自己編制的指令集，使其中至少一條指令成流水方式。在自己編制的兩個指令集中運行同一個程序，觀測運行情況和效率。程序來源自定。三、實驗過程打開C:\ProgramFiles\cp226計算機組成原理\data新建三個文件OLD.DATAOLD.MICOLD.MAC;NEW.DATANEW.MICNEW.MAC打開文件\調(diào)入指令系統(tǒng)\微程序OLD.DATA:LDA,#*042A-WA,#*082跳到*0C2OUTA101延時141OLD.MIC00CBFFFF01FFFFFF02FFFFFF03FFFFFF04C7FFF705CBFFFF06FFFFFF07FFFFFF08C7FFEF09FFFE910ACBFFFF0BFFFFFF0CC6FFFF0DCBFFFF0EFFFFFF0FFFFFFF10FFDF9F11CBFFFF12FFFFFF13FFFFFF14FFFFFF15FFFFFF16FFFFFF17CBFFFFOLD.MAC:NEW.DATA:LDA,#*042A-WA,#*082跳到*0C2OUTA101延時141NEW.MIC00CBFFFF01FFFFFF02FFFFFF03FFFFFF04C7FFF705CBFFFF06FFFFFF07FFFFFF08C7FFEF09FFFE910ACBFFFF0BFFFFFF0CC6FFFF0DCBFFFF0EFFFFFF0FFFFFFF10FFDF9F11CBFFFF12FFFFFF13FFFFFF14FFFFFF15FFFFFF16FFFFFF17CBFFFFNEW.MAC:文件->新建文件:l0:LDA,#55HOUTAOUTAOUTAOUTAOUTAOUTAOUTAOUTAOUTAOUTAOUTAOUTAOUTAOUTAOUTAOUTAOUTAOUTAOUTAOUTAOUTAOUTAOUTAOUTAOUTAOUTAOUTAOUTAOUTAOUTALDA,#88HOUTAOUTAOUTAOUTAOUTAOUTAOUTAOUTAOUTAO