山东理工大学 计算机组成原理,计算机组成原理课程设计山东理工大学计算机学院.doc...

计算机组成原理课程设计山东理工大学计算机学院

山东理工大学计算机学院

课 程 设 计

计算机组成原理

班 级

姓 名

学 号

指导教师

二○一一年一月十九日

课程设计任务书及成绩评定

课题名称 基于微程序的复杂模型机设计

题目的目的和要求：

经过一系列硬件课程的学习及相关实验之后，做一个综合的系统性设计，这在硬件方面是一个提高，可进一步培养实践能力。

搭建一台8位模型机，指令系统要求有10条以上，其中包括运算类指令、传送类指令、控制转移类指令、输入输出指令、停机指令等。

设计进度及完成情况

日 期内 容

主要参考文献及资料

学科部主任 李业德

Ⅵ、成绩评定：

设计成绩： (教师填写)

指导老师： (签字)

二○ 年 月 日

目录

第一章 硬件课程设计目的1

第二章 硬件课程设计内容1

第三章 指令系统列表1

第四章 微操作及其流程图2

第五章 验证程序5

第六章 微程序列表5

第七章 心得体会6

第一章 硬件课程设计目的

经过一系列硬件课程的学习及相关实验之后，做一个综合的系统性设计，这在硬件方面是一个提高，可进一步培养实践能力。

第二章 硬件课程设计内容

搭建一台8位模型机，指令系统要求有10条以上，其中包括运算类指令、传送类指令、控制转移类指令、输入输出指令、停机指令等。

第三章 指令系统列表

采用的一般指令格式为：

7 43 21 0OP-CODERSRDDATA/ADDR

模型机的指令系统：

指令名称操作码指令功能输入(IN)0000将数据输入寄存器R0移数(MOV1)0001MOV REG,REG,寄存器直接寻址加法(ADD)0011R0+R1→R0，加法运算移数(MOV2)0100MOV DATA,REG立即数直接寻址自增(INC)0110R0+1→R0，R0自增无条件跳转(JMP)0111ADDR→PC，执行指定的机器指令输出(OUT)1010在LED上输出R0取数(MOV3)1011相对寻址，目标地址PC+Disp，将结果存入R0循环右移(RRC)1101对R0中的数右移一位存入R0停机指令(HALT)1110执行结束

第四章 微操作及其流程图

本指令系统中所有指令及其对应微操作对应如下：

IN R0：

①PC→AR，PC+1→PC；②RAM→BUS，BUS→IR；③INPUT→R0。

MOV R0,R1：

①PC→AR，PC+1→PC；②RAM→BUS，BUS→IR；③R0→R1。

IN R0：

①PC→AR，PC+1→PC；②RAM→BUS，BUS→IR；③INPUT→R0。

ADD R0,R1：

①PC→AR，PC+1→PC；②RAM→BUS，BUS→IR；③R0→DR1；④R1→DR2；⑤[DR1]+[DR2]→R1。

MOV R0,2C：

①PC→AR，PC+1→PC；②RAM→BUS，BUS→IR；③PC→AR，PC+1→PC；④RAM→BUS，BUS→R0。

INC R0：

①PC→AR，PC+1→PC；②RAM→BUS，BUS→IR；③R0→DR1；④[DR1]+1→R0。

JMP P1:

①PC→AR，PC+1→PC；②RAM→BUS，BUS→IR；③PC→AR，PC+1→PC；④RAM→BUS，BUS→PC。

P1:OUT R0：

①PC→AR，PC+1→PC；②RAM→BUS，BUS→IR；③R0→OUTPUT。

MOV R0,[PC+22]：

①PC→AR，PC+1→PC；②RAM→BUS，BUS→IR；③PC→AR，PC+1→PC；④RAM→BUS，BUS→DR1；⑤PC→DR2；⑥[DR1]+[DR2]→AR；⑦RAM→BUS，BUS→R0。

RCR R0：

①PC→AR，PC+1→PC；②RAM→BUS，BUS→IR；③(229)右移→229；④229→R0。

HALT：

①PC→AR，PC+1→PC；②RAM→BUS，BUS→IR；③0→RUN。

微操作流程图见下页：

微操作流程图：

第五章 验证程序

IN R0

MOV R0